三自由度陀螺飞轮转子动不平衡辨识方法研究

发布时间：2017-08-18 19:20

  本文关键词：三自由度陀螺飞轮转子动不平衡辨识方法研究

  更多相关文章： 陀螺飞轮 影响系数法 动不平衡 动力学建模

【摘要】：本文以陀螺飞轮机构为背景,针对转子质量分布不均匀存在的动不平衡问题,建立了陀螺飞轮的动不平衡数学模型,分析了在此模型基础上使用影响系数法对陀螺飞轮转子进行动不平衡辨识及配平的依据,以及静偶不平衡可以分步配平的依据,给出了基于德国米依传感器和德国申克振动测量仪的偶不平衡和静不平衡辨识算法,并通过配平实验验证了算法的有效性。首先,介绍了课题的背景及研究意义,分析了本课题研究对象陀螺飞轮机构存在的动不平衡。通过对国内外研究现状的分析,了解了前人解决这些问题的途径,分析了他们解决问题所用方法的是否能直接应用于陀螺飞轮机构,以便使用正确有效的方法来解决问题。其次,针对本文研究对象陀螺飞轮机构,通过欧拉动力学建模方法,结合动不平衡分析,建立了陀螺飞轮转子的动不平衡动力学模型。通过仿真分析,为后文使用的影响系数法和静偶不平衡分离提供了理论依据。再次,研究了影响系数法的基本原理,以及合成向量的相角幅值变化规律。并分别分析了德国米依传感器和德国申克振动测量仪的原理和使用方法,以及其分别用于测量转子倾侧角和壳体振动的机理,提出了基于影响系数法的陀螺飞轮转子偶不平衡辨识算法和静不平衡辨识算法。最后,分析对比了实验条件下的两种传感器数据滤波算法:相关滤波法和FFT滤波法,在设计了基于Matlab动不平衡辨识软件的基础上,分别进行了偶不平衡和静不平衡的辨识实验,并分析了实验结果,通过实验验证了算法的可行性。
【关键词】：陀螺飞轮 影响系数法 动不平衡 动力学建模
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V448.22
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 陀螺飞轮研究现状9-10
• 1.2.2 转子动平衡技术研究现状10-12
• 1.3 本文主要内容及章节安排12-14
• 第2章 陀螺飞轮系统动不平衡模型建立及特性分析14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 陀螺飞轮系统数学模型建立14-21
• 2.2.1 基于运动学的旋转坐标系14-16
• 2.2.2 陀螺飞轮的欧拉动力学方程16-19
• 2.2.3 力矩转换关系19-21
• 2.2.4 陀螺飞轮欧拉动力学模型21
• 2.3 陀螺飞轮动不平衡模型及特性分析21-29
• 2.3.1 偶不平衡模型21-23
• 2.3.2 静不平衡模型23-24
• 2.3.3 陀螺飞轮动不平衡分离特性分析24-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 基于影响系数法的陀螺飞轮动不平衡辨识方法30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 影响系数法基本原理30-31
• 3.3 合成向量相角幅值规律分析31-32
• 3.4 基于微位移传感器的陀螺飞轮转子偶不平衡辨识方法32-36
• 3.4.1 微位移传感器及其标定33-35
• 3.4.2 基于影响系数法的陀螺飞轮转子偶不平衡辨识算法35-36
• 3.5 基于振动传感系统的陀螺飞轮转子静不平衡辨识方法36-39
• 3.5.1 振动传感系统37-38
• 3.5.2 基于影响系数法的陀螺飞轮转子静不平衡辨识算法38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 三自由度陀螺飞轮转子动不平衡辨识实验研究40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 传感器数据滤波算法40-44
• 4.2.1 基于FFT的一次谐波滤波算法设计40-42
• 4.2.2 基于相关滤波的一次谐波滤波算法设计42-43
• 4.2.3 两种滤波算法比较43-44
• 4.3 基于MATLAB的动不平衡辨识软件设计44-46
• 4.4 偶不平衡辨识实验与结果分析46-52
• 4.4.1 加速实验46-47
• 4.4.2 重复性测试实验47-48
• 4.4.3 配重实验48-49
• 4.4.4 转子振动特性测试结果分析49-52
• 4.5 静不平衡辨识实验与结果分析52-56
• 4.5.1 重复性随转速变化规律实验52-54
• 4.5.2 静不平衡配重实验54-55
• 4.5.3 静不平衡配平验证实验55-56
• 4.6 陀螺飞轮动不平衡配平方案设计56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 攻读学位期间发表的学术论文64-66
• 致谢66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李顺利,凌晓东;精密离心机静偶不平衡分离新方法的研究[J];机械工程师;2004年06期

2 胡良俊;;立式转子平衡的力学分析[J];工程与试验;1979年04期

3 胡业发;高小明;吴华春;;磁悬浮转子不平衡补偿的研究[J];机械制造;2006年08期

4 张强;;液力变矩器中旋转零件偶不平衡量引起的动反力分析[J];工程机械;2006年07期

5 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 郭照升;三自由度陀螺飞轮转子动不平衡辨识方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

，

本文编号：696329