基于振动信号提取的转子主动平衡

发布时间：2017-10-02 12:04

  本文关键词：基于振动信号提取的转子主动平衡

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【摘要】：转子主动平衡技术是旋转机械向高速、高精度方向发展的关键技术。主动平衡技术包括两个关键的瓶颈技术：动平衡测试和主动平衡校正。动平衡测试中需要精确获得不平衡特征振动信号的幅值和相位,但振动传感器采集的振动信号往往含有众多的噪声。论文的主要研究工作包括： 1、为寻找不平衡量与振动响应的关系,以电主轴为例,采用有限元方法分析其不平衡振动响应。有限元结果表明：转速和阻尼恒定时,临界转速以下的不平衡振动响应为转频正弦信号,幅值与不平衡量成正比,相位滞后于不平衡量的相位角恒定。 2、为从强噪声、大近频噪声背景下精确提取不平衡特征信号的幅值和相位,并兼顾精度与效率,提出两种不平衡信号提取法：基于两级滤波的单正弦信号互相关法和基于变采样长度的双简谐信号互相关法。仿真和试验表明,所提两级滤波法有效提高了不平衡信号信噪比,解决了滤波相位滞后对相位提取的影响；所提变采样长度法的误差在不同信噪比和频率差下明显优于定采样长度法,10次不平衡信号提取实验中幅值和相位的标准差明显低于变采样长度法。 3、为实践基于振动信号提取的转子主动平衡技术,针对Schmitt自动平衡头设计研发了一套基于TMS320F2812的主动平衡控制器。设计可调速平衡试验台,制作控制器实物,并在实验台上调试平衡控制器。
【关键词】：转子主动平衡 不平衡信号提取 互相关 平衡控制器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH113.25
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-11
• 插图清单11-13
• 表格清单13-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 课题来源14
• 1.2 课题研究背景与意义14-15
• 1.3 转子主动平衡国内外研究综述15-23
• 1.3.1 不平衡转子的动力学响应分析15-16
• 1.3.2 转子动平衡方法16-17
• 1.3.3 不平衡信号处理17-19
• 1.3.4 转子自动平衡装置19-23
• 1.4 论文研究内容与组织结构23-26
• 1.4.1 论文研究内容23-24
• 1.4.2 论文研究思路24
• 1.4.3 论文组织结构24-26
• 第二章 不平衡转子的振动响应建模分析26-35
• 2.1 前言26
• 2.2 转子不平衡理论介绍26-29
• 2.2.1 转子不平衡分类26-27
• 2.2.2 不平衡量的数学表达27-29
• 2.3 不平衡转子的动力学建模29-31
• 2.4 电主轴不平衡振动响应的有限元分析31-34
• 2.4.1 电主轴几何模型简化31-32
• 2.4.2 电主轴有限元模型32
• 2.4.3 电主轴不平衡响应分析32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 基于两级滤波的单正弦信号互相关法35-46
• 3.1 前言35
• 3.2 不平衡信号测量35-36
• 3.3 基于两级滤波的单正弦信号互相关法36-43
• 3.3.1 不平衡信号两级滤波消噪36-38
• 3.3.2 单正弦信号互相关法38-40
• 3.3.3 不平衡信号提取方案40-43
• 3.4 仿真与实验43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 基于变采样长度的双简谐信号互相关法46-56
• 4.1 前言46
• 4.2 近频噪声干扰度模型46-48
• 4.3 变采样长度的互相关提取法48-50
• 4.3.1 MUSIC 谱分析48-49
• 4.3.2 采样长度的选择方法49-50
• 4.4 不平衡信号提取仿真与实验50-55
• 4.4.1 仿真验证50-52
• 4.4.2 实验验证52-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 基于TMS320F2812的转子主动平衡控制器56-69
• 5.1 前言56
• 5.2 Schmitt主动平衡系统及其控制原理56-59
• 5.2.1 Schmitt主动平衡头原理57-58
• 5.2.2 平衡头控制原理58-59
• 5.3 基于TMS320F2812的主动平衡控制器设计59-66
• 5.3.1 主动平衡控制器方案设计59-60
• 5.3.2 主动平衡控制器硬件设计60-64
• 5.3.3 主动平衡控制器软件设计64-66
• 5.4 主动平衡控制器调试66-67
• 5.4.1 平衡试验台设计66
• 5.4.2 平衡控制器调试66-67
• 5.5 本章小结67-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 总结与创新点69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动和成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：959477