基于最小二乘法的转子不平衡振动信号的提取

不平衡振动是旋转机械失效的重要原因,实现精确平衡必须从强噪声中提取出与主轴转速同频的不平衡量振动信号,因此,不平衡振动信号的准确提取是进行转子动平衡的前提。基于最小二乘法的原理,通过建立提取转子振动不平衡信号的数学模型,提出了一种准确提取转子不平衡振动信号的方法。基于该方法,并通过Matlab仿真分析,有效提取了转子振动不平衡信号。研究表明,基于最小二乘法的转子振动不平衡信号提取方法能够准确提取转子不平衡振动的幅值和相位信息,该方法可用于转子不平衡振动监测及动平衡等方面。     

基于双频Bode图的磁悬浮控制力矩陀螺转子弹性自激振动抑制用陷波器设计

由于强陀螺效应和控制系统的高频滞后,磁悬浮控制力矩陀螺转子存在高频弹性自激振动,需要采用陷波器（Notch Filter－NF）进行相位校正和抑制,但是目前仍然缺乏有效的NF参数设计方法。本文提出一种基于双频Bode图的NF参数设计方法,采用双频Bode图分析转子弹性模态稳定性,得出不同转子转速下对NF相位校正角的要求,然后在保证转子章动稳定性的前提下优化设计NF参数。采用该方法设计的NF有效抑制了转子的弹性自激振动,使所研制的磁悬浮控制力矩陀螺稳定升速到20000r/min,验证了该方法的实用性和有效性。     

高精度光电自动折射仪的瞄准方法及其实现

介绍了一种用于高精度光电自动折射仪并采用振动狭缝瞄准的自动瞄准方法,说明了影像宽度、振动狭缝宽度和振幅之间的几何尺寸关系。该瞄准方法采用计算机控制,实时采集经被测样品出射的单色光信号,根据该信号的幅值和相位自动确定瞄准点。给出了实现该方法的电路原理、系统组成。在365～2600nm范围内对大量光学材料进行测试表明,振动狭缝法的瞄准精度优于±0.1角秒。     

精密测试中的振动相位零点漂移误差及其减小方法

精密转子的功能需要通过严苛的动态运行精度来实现,这给振动测试的精度提出更高的要求。现有方法通过对快速傅里叶变换的改进,已经实现对振动幅值、相位等参数的精确提取,但对于振动相位零点漂移误差及其减小方法的研究还较少。通过对精密测试中振动相位零点漂移误差来源及其变化规律的深入分析,提出一种减小精密振动测试中相位零点漂移误差的方法。该方法依据相位序列变化步长搜索键相序列信号变化的周期数、以变化周期内信号的平均值估计相位零点漂移的中间值;在此基础上,结合信号的角度分辨率对初始相位序列的极值进行估计进而确定振动信号初始相位补偿量。该方法的有效性和可行性通过仿真试验和实际测试分析结果得到验证,为提高信号相位的测试精度提供一种可靠的解决方案。     

基于DSP技术实现的微速差双转子动平衡仪

提出了一种新的数字信号处理方法，分离有微小速差双转子系统的内、外转子合成振动信号。采用基准信号作触发，分别对内、外转子进行同步采样，就可直接获取各转子相应的振动幅值和相位。结合DSP技术，该方法被成功应用于双校正面双转子系统的现场整机动平衡仪开发。     

基于横向振动的旋转机械扭振信号提取方法

在转子系统中存在横向振动与扭转振动的耦合，扭转振动的信息被调制在横向振动之中。鉴于此，提出一种基于横向振动传感器信号提取微弱扭转振动信息的方法。通过对横向振动信号进行Hilbert振动分解得到单一成分的信号，再通过Hilbert变换从中提取相位角，分解相位角即可获得扭振信号，进而计算出原始扭振信号的幅值与频率。数值仿真和试验结果表明，该方法可以精确地获取扭振信号，具有较高的频率分辨率，试验提取得到的频率相对误差仅为0.38%，并通过工业级离心压缩机试验台验证了其工程应用的可行性。该方法可实现对未安装专门扭振测试仪的机组进行扭振补充监测，提供了一种工程扭振监测的便捷途径。     

基于双谱熵和聚类分析的转子系统故障诊断

转子系统在故障状态下的振动信号往往呈现很强的非线性,其在频域上主要表现为不同频率之间相互耦合,产生合频、差频等组合频率。为了解决传统频谱分析只关注信号中的频率成分及其幅值大小,而忽略信号相位信息的问题,采用双谱方法对振动信号进行分析。双谱包含信号相位信息并且对非线性敏感,可以将早期故障的微弱非线性放大,检测出频谱中不同频率之间的非线性相位耦合关系。通过对ZT-3转子实验台植入不同类型的故障,采集系统在不同状态下的加速度信号,从振动信号的双谱中提取各频段的信息熵,采用模糊聚类方法进行故障识别。结果表明,双谱熵作为特征参量可以准确识别转子系统的故障类型,验证了方法的可行性。     

基于机械滞后角的一次加准动平衡分析

针对影响系数法在转子动平衡中确定加重质量存在较大分散性的情况,综合考虑了加准精度、平衡效率,采用确定机械滞后角的新方法,利用机械滞后角确定转子的不平衡方向。在转子试验台上进行动平衡仿真验证,结合全息谱技术全面描述机组测振面的振动信息,结果表明在转子系统动平衡中,滞后角法确定配重质量方向的方法可靠,提高了一次加准的精度和平衡效率,减少起机次数,节省了平衡成本。     

柔性转子键相信号初始相位及振动信号相位的确定

在柔性转子动平衡实践中，为获得理想的平衡结果就必须比较精确地确定振动信号相位，因此也就必须首先获得更准确的键相信号的初始相位。为确定振动信号的相位，国内外普遍采用硬件方法来达到确定振动信号相位的目的，因此有比较大的局限性。为克服其局限性，文中提出了具有较高精度的确定键相信号初始相位及振动信号相位的方法，具有不需要专门硬件支持的优点，而且使用方便，很适合现场应用     

基于精确信息重构的故障转子系统振动加速度信号积分方法

在分析总结加速度信号时域积分法与频域积分法优缺点基础上,提出一种基于精确信息重构的故障转子系统振动加速度信号积分方法。该方法利用故障转子系统振动信号由转频、倍频及分倍频分量构成为主的特点对加速度信号进行快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT),通过特征频率分量提取并将所提取的分量的幅值与预设的阈值进行比较;幅值低于阈值的分量认为是噪声分量,予以剔除,高于阈值的分量保留并进行精确频谱校正;根据校正后各个频率分量的频率、幅值和相位积分重构出相应的速度信号和位移信号。精确信息重构方法在去除宽频噪声和保留有用特征信息方面有明显的优势。最后通过仿真分析和试验验证,结果表明该方法相对于传统的时域和频域积分具有更高的精度和优越性。     

振动滞后相角测量与振动给料机最佳激振频率控制的研究

针对共振式振动给料机的工作特点,以机械振动学理论为依据,解算出共振式振动给料机的运动方程,得到双质体振动系统的振动特性曲线。通过对振动特性曲线的分析,研究共振式振动给料机最佳工作状态时的激振频率,并提出了一种最佳激振频率的控制方法。该方法是基于滞后相角的测量完成其控制过程。通过试验验证了该方法的有效性。     

提高刚性转子现场一次动平衡精度研究

针对现场动平衡系统一次平衡精度问题,给出极大振动计算模型及实验验证;改进平衡效率计算公式,提出初相点影响系数法并与水平振动、垂直振动、极大振动三种振动测量项的影响系数法进行实验比较;开发相应的转子现场动平衡软件模块,集成到“PMS2000设备预知维修与故障诊断系统”。实验结果表明,该极大振动计算模型可用于表征不平衡转子的振动水平;初相点影响系数法对试重角度不敏感,其一次平衡精度较理想。     

波形钢腹板连续箱梁桥振动频率的参数分析

为准确计算和分析波形钢腹板连续箱梁桥的弯曲振动频率,首先,运用能量变分原理和Hamilton原理,推导出波形钢腹板简支箱梁桥弯曲振动频率的计算公式;然后,在简支箱梁桥频率计算公式的基础上,根据连续梁自由振动的三弯矩方程,得到任意等跨等截面波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的计算公式,该公式的正确性得到已建实桥频率实测值和Ansys三维有限元计算值的验证;最后,对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响参数进行了分析。研究结果表明,波形钢腹板剪切效应对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响较大,而其余参数对该桥型弯曲振动频率的影响较小,在实际工程中为了计算的简便性,可以忽略这些因素的影响。研究结论可为同类型桥梁的设计提供参考。     

阿塞拜疆2#汽轮发电机组现场动平衡

文中通过对阿塞拜疆2挣汽轮机轴系振动原因进行测试分析及现场动平衡,阐述了现场进行动平衡的思路及方法,同时又提出利用滞后角的方法对机组工作转速下振动进行现场动平衡,为今后相关机组动平衡提供了借鉴。     

摇摆工况下电动汽车高速斜齿轮传动振动控制方法

在摇摆工况下,当无级变速转换为传动变速时,导致扭矩方向及大小的偏移、主转速和从转速不一致,从而产生斜齿轮传动振动问题,为此,提出了基于线性反馈的电动汽车高速斜齿轮传动振动控制方法。通过分析斜齿轮传动时内部的电流走向,明确传动装置的速度比与金属带速度比的反比关系。结合动力学和傅里叶变换算法,推导出速度导纳、位移导纳以及加速度导纳间响应关系,利用响应系数识别 3 种导纳情况下,传动原点处的共振与反共振参数,以此为基础,采用线性反馈混沌控制法建立反馈数据增益矩阵,得出具有稳定周期的调节系数,利用调节系数控制传动点的运行轨迹,完成传动振动的高效控制。仿真测试结果表明,该方法提高了汽车内部共振区域频率波动的吻合程度,有效降低了外界噪声及其他干扰因素导致的传动振动影响,控制性能较好。     

轧机自激振动诊断和结构动力学修改

轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。     

基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法

提出了一种基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法,弥补当前仅基于热工参数进行分析的不足。基于键相和瞬时转速实现振动信号的准确整周期角域转化。提出了一种光滑程度可调的瞬态振动信号包络线提取方法,在应急柴油机启动过程的连续工作周期中,获得能够表征点火燃烧状态、高压启动空气冲气工作状态的特征参数,为分析机组启动特性与工作状态打下基础,并采用灰色评价法对单次启动中单缸做功能力进行了监测评估。核电现场实际测试结果验证了该方法对应急柴油机启动性能分析的有效性及推广应用的实用价值。     

准平衡态下的流量式泄漏检测容积补偿研究

为研究并联型流量式气体泄漏检测中容器容积与泄漏量之间的内在关系,解决检测中的多参数耦合问题,从泄漏检测机理出发,通过分析检测过程中的准平衡状态,把压力变化率作为搭建基准容器与被测容器间的桥梁,建立了适用于并联型流量式泄漏检测的容积补偿模型,并提取层流管流量与泄漏量关系中的容积影响因子作为容积补偿系数。实验结果验证了模型的正确性,即采用容积补偿的方法,能初步建立起泄漏量与差压信号间的线性关系。     

整车滑行阻力测试及优化

为了量化整车阻力对汽车燃料消耗量的影响,首先采用理论计算结合测试对比的方法分析主动近气格栅对风阻的影响,并通过底盘测功机设置不同滑行阻力测试燃料消耗量;通过对比ISO 28580和SAE J2452两种测试滚动阻力的方法,分别给出了不同型号的轮胎滚动阻力系数,结果显示SAE J2452测试方法可以更好的评价滚阻系数对燃料消耗量的影响。研究结果表明,通过改善风阻和滚阻可以显著降低整车燃料消耗量,并且明确了风阻系数和滚阻系数与燃料消耗量之间的线性关系。     

基准圆光栅偏心检测及测角误差补偿

为了修正关节测试平台中由圆光栅安装偏心所产生的测量误差,建立了圆光栅偏心测角误差补偿模型并对安装偏心检测方法进行研究。首先,根据圆光栅测角与偏心参数间的几何关系,推导出圆光栅测量误差补偿模型。然后,描述了采用双读数头对比接收正弦信号间相位差,检测偏心参数的方法和原理;通过合成信号的李萨茹图形,检测出关节测试平台内圆光栅的偏心距及偏心方向。最后,根据所推导的偏心测角误差补偿公式对测试系统进行修正。对比实验结果表明:修正后的圆光栅测角精度大幅提高,测量精度提高了近5倍,满足关节测试平台的测量精度要求。