刚性转子在线动平衡测试技术研究

发布时间：2023-02-18 14:35

　　本文介绍了在线动平衡技术的发展历程,并对其在平衡精度,自动控制,网络化等方向进行了展望。在对现有技术分析基础上,以恒定转速下的刚性转子为研究对象,通过BP神经网络建立转子—主轴输入输出量之间的非线性映射关系并通过仿真分析对该模型进行了验证。通过数据仿真,得到的映射结果与样本的误差很小,对于提高在线动平衡的精度有指导作用。 本文以DSP为核心器件,研制了用于在线动平衡检测的砂轮在线动平衡检测仪。该仪器可完成单面现场动平衡检测,可以实时显示不平衡量的大小和相位,转子转速等信息。平衡效率高,整个一个完整的平衡过程仅需要10分钟,良好的人机界面便于操作。文中从硬件和软件两方面设计了系统涉及的各个方面,包括传感器的选型,信号处理模块,电源模块,DSP控制人机交互模块,到转速模块,不平衡量解算模块等方面。对于实际系统的设计具有参考价值和指导意义。 砂轮在线动平衡检测系统是一套较为成功的检测仪器,先后做过多次现场动平衡试验,各项功能根据现场特点进行了改进。根据ISO的标准,对系统的平衡效果进行了衡量,结果表明性能良好。针对检测系统所用算法的特点从三个主要方面的误差进行了详细的分析,为进一步提高精度起...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 转子在线动平衡技术综述
    1.2 转子动平衡的常见问题及发展方向
    1.3 本论文主要工作
第2章 刚性转子基础理论
    2.1 刚性转子的特征
        2.1.1 临界转速的定义
        2.1.2 刚性转子工程特征
        2.1.3 刚性转子的平衡方法
    2.2 目前流行的在线动平衡技术介绍
        2.2.1 直接在线动平衡装置
        2.2.2 间接在线动平衡装置
        2.2.3 混合型在线动平衡装置
    2.3 本章小结
第3章 神经网络模型建立与数值模拟
    3.1 刚性转子系统仿真
        3.1.1 平面转子的动力学微分方程
        3.1.2 平面转子不平衡动态响应的稳态解
        3.1.3 刚性转子不平衡动态响应分析
    3.2 建立砂轮-主轴神经网络数学模型
        3.2.1 BP神经网络算法分析
        3.2.2 动平衡神经网络模型的建立
    3.3 数值模拟与仿真分析
        3.3.1 训练样本
        3.3.2 网络训练
        3.3.3 结果分析
    3.4 本章小结
第4章 低速主轴系统在线动平衡系统的设计
    4.1 影响系数法分析刚性转子不平衡量
        4.1.1 刚性转子不平衡量响应的信号特征
        4.1.2 砂轮在线动平衡检测系统测量步骤
    4.2 转子在线动平衡仪的硬件设计
        4.2.1 检测系统组成
        4.2.2 传感器的选型
        4.2.3 前向通道
        4.2.4 数据采集与DSP硬件设计
        4.2.5 显示和通信单元
        4.2.6 电源部分
    4.3 在线动平衡仪的软件设计
        4.3.1 总体软件设计流程图
        4.3.2 动平衡信号转速测量模块
        4.3.3 振动量的幅值相位解算模块
        4.3.4 FFT库的调用
        4.3.5 影响系数法的计算程序
        4.3.6 液晶显示模块
    4.4 本章小结
第5章 系统实验及误差分析
    5.1 砂轮在线动平衡系统性能测试
        5.1.1 允许剩余不平衡量校验
        5.1.2 不平衡量减少率校验
    5.2 系统误差分析
        5.2.1 传感器信号带来的误差
        5.2.2 相位刻度的规定
        5.2.3 校正角度误差分析
        5.2.4 校正质量误差
        5.2.5 转速误差
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3745154