高精度、高效率硬支承平衡機(jī)測量系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、論文基于對硬支承平衡機(jī)測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，從完善平衡機(jī)振動系統(tǒng)的動力學(xué)分析、高效不平衡測量的數(shù)據(jù)處理方法以及平衡機(jī)振動信號模擬生成這三個方面展開研究。
　　 平衡機(jī)的測量方程通常從振動微分方程得到，但若將基座振動的影響考慮在內(nèi)，振動系統(tǒng)微分方程將十分復(fù)雜。本文將多體模型方法引入到不平衡振動系統(tǒng)分析中，與微分方程方法相比，同樣具有高精度下具有較小的計(jì)算量，同時能夠詳細(xì)得到各部分的狀態(tài)量。
　　 現(xiàn)有各種不平衡振動信號處

2、理方法的不平衡提取精度非常依賴于樣本數(shù)據(jù)的長度，影響平衡效率尤其是低速動平衡的效率，針對這一問題本文提出了基于殘差MUSIC譜分析的不平衡信號處理方法。MUSIC譜內(nèi)含對信號組成成分和結(jié)構(gòu)特征的建模和預(yù)測，具有很高的頻率分辨率。通過遍歷匹配信號的幅值和相位求取殘差的MUSIC譜極小值的方法，利用較少的數(shù)據(jù)樣本即可以得到滿足精度要求的不平衡信號的幅值和相位。采用該方法對現(xiàn)場采樣振動信號進(jìn)行了提取，并與相關(guān)濾波法的提取結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表

3、明該方法具有較高提取的精度和良好的重復(fù)性。
　　 探索了采用AR預(yù)測模型對采樣振動信號進(jìn)行預(yù)測和延拓，增加有效數(shù)據(jù)樣本的方法。將其應(yīng)用到基于殘差MUSIC譜分析法提取不平衡信號的方法中，可以進(jìn)一步縮短對信號長度的要求。數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證了該處理方法的有效性。同時也對現(xiàn)場平衡機(jī)信號進(jìn)行了提取，能夠在有限長度內(nèi)準(zhǔn)確提取出不平衡信號的幅值和相位。
　　 針對一直以來無法獨(dú)立評估平衡機(jī)測量系統(tǒng)性能、無法有效評價各種不平衡振動信號處理方

4、法的問題，探索了對不平衡振動信號進(jìn)行數(shù)字模擬建立不平衡振動信號庫的可能性。在分析干擾源并對其進(jìn)行頻域分析和功率譜分析的基礎(chǔ)上，建立了用于估計(jì)平衡機(jī)振動信號功率譜的AR模型，給出了階數(shù)選取的依據(jù)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比。采用改進(jìn)的協(xié)方差法求解了該功率譜模型的參數(shù)。由Ziggurat方法生成的高斯白噪聲信號通過該AR功率譜模型完成對傳感器輸出信號的數(shù)字仿真。實(shí)驗(yàn)對比了仿真信號與實(shí)際振動傳感器輸出信號的功率譜，結(jié)果表明仿真信號與傳感器信號具有很強(qiáng)的相