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一種扭振測(cè)試誤差校正方法與流程

文檔序號(hào):11945112閱讀:463來源:國知局
一種扭振測(cè)試誤差校正方法與流程
本申請(qǐng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械和信號(hào)處理
技術(shù)領(lǐng)域
,更具體地說,涉及一種扭振測(cè)試誤差校正方法。
背景技術(shù)
:扭振是反映系統(tǒng)是否存在諧振(共振)的危險(xiǎn)程度的參數(shù),主要與系統(tǒng)各組成部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和扭轉(zhuǎn)剛度有關(guān),即與設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。扭振廣泛存在于旋轉(zhuǎn)機(jī)械上,由于扭振具有較強(qiáng)的隱蔽性且較大的危害性,因此對(duì)于扭振的準(zhǔn)確測(cè)量就顯得尤為重要。目前對(duì)于扭振的測(cè)量主要采用非接觸式測(cè)量,即通過測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)(轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào))來間接獲取系統(tǒng)的扭振信號(hào),瞬時(shí)轉(zhuǎn)速作為扭振測(cè)試過程中的一個(gè)重要的中間量,它的測(cè)試精度直接影響著扭振的測(cè)試進(jìn)度。然而在進(jìn)行瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的獲取的過程中需要人為地在旋轉(zhuǎn)軸上安裝碼盤、齒盤和反光紙等部件,這些部件安裝過程中的位置誤差對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的獲取過程會(huì)產(chǎn)生很大的影響,從而會(huì)使得最終獲得的扭振值出現(xiàn)較大的誤差;其中,由于碼盤的偏心情況而使得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的獲取產(chǎn)生誤差,進(jìn)而使得最終獲得扭振值出現(xiàn)較大誤差的情況較為常見。因此,亟需一種在碼盤偏心情況下對(duì)扭振測(cè)試誤差進(jìn)行校正的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種扭振測(cè)試誤差校正方法,以實(shí)現(xiàn)在碼盤偏心情況下對(duì)扭振測(cè)試誤差進(jìn)行校正的目的。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:一種扭振測(cè)試誤差校正方法,適用于校正由于碼盤偏心產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差,所述扭振測(cè)試誤差校正方法包括:在位于碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器,所述預(yù)設(shè)線段為旋轉(zhuǎn)軸的一條半徑延長線;以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào),記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù);在所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí),采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào);對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù);將每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)以及所述位置參數(shù)代入預(yù)設(shè)公式,獲得校正后的各階扭振值;所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3或4,當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3時(shí),所述預(yù)設(shè)公式為:其中,Bi0為所述校正后的第i階扭振值,a為編號(hào)為2的傳感器的位置參數(shù);b為編號(hào)為3的傳感器的位置參數(shù);和為各個(gè)所述傳感器采集的第i階扭振參數(shù);當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為4時(shí),所述預(yù)設(shè)公式為:其中,a為編號(hào)為2的傳感器的位置參數(shù);b為編號(hào)為3的傳感器的位置參數(shù);c為編號(hào)為4的傳感器的位置參數(shù);和為各個(gè)所述傳感器采集的第i階扭振參數(shù)。優(yōu)選的,所述在位于碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器之前還包括:根據(jù)測(cè)量精度要求和測(cè)試條件要求確定所述預(yù)設(shè)數(shù)量。優(yōu)選的,所述以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào),記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)包括:以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào);記錄編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;記錄相鄰所述傳感器之間的距離;根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)。優(yōu)選的,當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3時(shí),根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)的公式包括:a=rr+r1;]]>b=rr+r1+r2;]]>其中,r為所述編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;r1為編號(hào)為2的傳感器與編號(hào)為1的傳感器之間的距離;r2為編號(hào)為3的傳感器與編號(hào)為2的傳感器之間的距離。優(yōu)選的,當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為4時(shí),根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)的公式包括:a=rr+r1;]]>b=rr+r1+r2;]]>c=rr+r1+r2+r3;]]>其中,r為所述編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;r1為編號(hào)為2的傳感器與編號(hào)為1的傳感器之間的距離;r2為編號(hào)為3的傳感器與編號(hào)為2的傳感器之間的距離;r3為編號(hào)為4的傳感器與編號(hào)為3的傳感器之間的距離。優(yōu)選的,所述對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)包括:利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速提取濾波法提取所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的扭振階次,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)。優(yōu)選的,所述對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)包括:利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速提取濾波法提取所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的扭振階次,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振的幅值和相位。從上述技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種扭振測(cè)試誤差校正方法,適用于校正由于碼盤偏心產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差,所述扭振測(cè)試誤差校正方法通過首先將預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器安裝在碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上,并記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù);然后采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù);最后將每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)以及所述位置參數(shù)代入預(yù)設(shè)公式進(jìn)行計(jì)算,即可獲得校正后的各階扭振值,從而達(dá)到對(duì)由于碼盤偏心而產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差進(jìn)行校正的目的。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種扭振測(cè)試誤差校正方法的流程示意圖;圖2為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種4個(gè)傳感器在碼盤表面的布置方式的示意圖;圖3為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種以旋轉(zhuǎn)軸中心為原點(diǎn)建立的直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種扭振測(cè)試誤差校正方法,適用于校正由于碼盤偏心產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差,如圖1所示,所述扭振測(cè)試誤差校正方法包括:S101:在位于碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器,所述預(yù)設(shè)線段為旋轉(zhuǎn)軸的一條半徑延長線;S102:以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào),記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù);S103:在所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí),采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào);S104:對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù);S105:將每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)以及所述位置參數(shù)代入預(yù)設(shè)公式,獲得校正后的各階扭振值。其中,所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3或4,當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3時(shí),所述預(yù)設(shè)公式為:其中,Bi0為所述校正后的第i階扭振值,a為編號(hào)為2的傳感器的位置參數(shù);b為編號(hào)為3的傳感器的位置參數(shù);和為各個(gè)所述傳感器采集的第i階扭振參數(shù)(具體的,為編號(hào)為1的傳感器采集的第i階扭振參數(shù);為編號(hào)為2的傳感器采集的第i階扭振參數(shù);為編號(hào)為3的傳感器采集的第i階扭振參數(shù));當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為4時(shí),所述預(yù)設(shè)公式為:其中,a為編號(hào)為2的傳感器的位置參數(shù);b為編號(hào)為3的傳感器的位置參數(shù);c為編號(hào)為4的傳感器的位置參數(shù);和為各個(gè)所述傳感器采集的第i階扭振參數(shù)具體的,為編號(hào)為1的傳感器采集的第i階扭振參數(shù);為編號(hào)為2的傳感器采集的第i階扭振參數(shù);為編號(hào)為3的傳感器采集的第i階扭振參數(shù);為編號(hào)為4的傳感器采集的第i階扭振參數(shù)。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中,所述在位于碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器之前還包括:根據(jù)測(cè)量精度要求和測(cè)試條件要求確定所述預(yù)設(shè)數(shù)量。為了更好的理解本實(shí)施例提供的所述扭振測(cè)試誤差校正方法,我們有必要對(duì)在使用碼盤采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行研究。如圖2所示,以預(yù)設(shè)數(shù)量為4為例,O點(diǎn)為所述旋轉(zhuǎn)軸中心,4個(gè)所述傳感器設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸的一個(gè)半徑延長線上;假設(shè)所述碼盤的刻線無窮多,則當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過任意一個(gè)角度時(shí),所述碼盤上都有相對(duì)應(yīng)的刻度線經(jīng)過所述傳感器所在的S點(diǎn)。為了便于說明,以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),以O(shè)S方向?yàn)闄M軸建立一個(gè)如圖3所示的Oxy直角坐標(biāo)系。假設(shè)旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際的轉(zhuǎn)角為α,所述傳感器測(cè)量得到的測(cè)試轉(zhuǎn)角為β,α和β均連續(xù)。偏心距OO1和OO2均為δ,編號(hào)為1的傳感器距原點(diǎn)的距離OS為r,碼線O2A2的長度為λ。同時(shí),由于整個(gè)系統(tǒng)都在旋轉(zhuǎn),將各點(diǎn)在直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)映射到極坐標(biāo)系下表示會(huì)帶來很大方便。為了獲取各點(diǎn)的極坐標(biāo),同樣以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)在附圖3中建立一個(gè)極坐標(biāo)系,則在極坐標(biāo)下碼盤中心O2的坐標(biāo)可表示為δ·exp(jα),圖中O2C平行于OB1,可知直線O2A2的斜率為tan(α-β),則該直線上任一點(diǎn)可表示為:sin(α-β)cos(α-β)=y-δsinαx-δcosα---(2)]]>將S點(diǎn)坐標(biāo)(r,0)代入式(2)中得到:sin(α-β)cos(α-β)=-δsinαr-δcosα---(3)]]>整理式(3),可得測(cè)試轉(zhuǎn)角β與實(shí)際轉(zhuǎn)角α的關(guān)系為:β=α+arctanδsinαr-δcosα---(4)]]>在偏心距δ較小的情況下,,則式(4)可用泰勒級(jí)數(shù)展開,為:β=α+Σn=0∞(-1)n12n+1(δsinαr-δcosα)2n+1---(5)]]>對(duì)式(5)進(jìn)行一次微分,即可得到所述旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)角速度信號(hào),在進(jìn)行零均值化處理,得到的角速度波動(dòng)量即為在該偏心碼盤上測(cè)得的扭振角速度信號(hào)??紤]到實(shí)際測(cè)量中安裝半徑r一般遠(yuǎn)大于偏心距δ,因此式(5)只分析n取1時(shí)泰勒級(jí)數(shù)的情況,將n=1代入式(5)中并求到后可得所述旋轉(zhuǎn)軸的角速度為:β·=α·+α·[δrcosα-δ2(r-δcosα)2-(δsinα)2(δrcosα-δ2)(r-δcosα)4]---(6)]]>將式(6)整理成以為變量的表達(dá)式將在零點(diǎn)處泰勒展開,省去式中項(xiàng)次數(shù)比較高的項(xiàng),得到:β·=α·+α·(δrcosα+δ2r2cos2α+δ3r3cos3α)---(7)]]>由式(7)可知,在旋轉(zhuǎn)軸本身不存在扭振的情況下,碼盤偏心引起的誤差主要影響扭振角速度的1、2、3階量,且其幅值與旋轉(zhuǎn)軸的角速度成正比。此外,第n階誤差的幅值與偏心比的n次方成正比。但在實(shí)際測(cè)量中,旋轉(zhuǎn)軸本身的扭振必然存在,在穩(wěn)態(tài)情況下,假設(shè)旋轉(zhuǎn)軸存在k階扭振角速度,則旋轉(zhuǎn)軸的角速度可以表示為:式中,ω0表示旋轉(zhuǎn)軸的平均角速度,Am表示各階扭振角速度的幅值,表示各階扭振角速度的相位。對(duì)式(8)進(jìn)行積分得到旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角為:則式(7)中的用貝塞爾函數(shù)分解有:cosα=Re[exp(jω0t)·J](10)式中,表示參數(shù)為的第一類貝塞爾函數(shù)。相對(duì)于剛體轉(zhuǎn)動(dòng),一般旋轉(zhuǎn)軸本身存在的各階扭振的角度幅值值比較小,接近于0,由貝塞爾函數(shù)的曲線可知式只有當(dāng)n=0時(shí)的值接近于1,其他情況幾乎為0,因此式(10)進(jìn)一步簡(jiǎn)化為:cosα=Re[exp(jω0t)·J]≈cosω0t(11)同理有:cos2α≈cos2ω0t,cos3α≈cos3ω0t(12)將式(8)、(9)、(11)和(12)代入到式(7)中,得到:式(13)減去角速度的平均值即可得到了偏心狀態(tài)下的碼盤測(cè)得的扭振角速度為:由式(14)可得到第i階扭振的誤差△Ai的表達(dá)式為:到這里,我們就得到了利用處于偏心狀態(tài)下的碼盤測(cè)得的第i階扭振的誤差△Ai的表達(dá)式。下面針對(duì)式(15)我們進(jìn)行誤差校正的原理分析。由式(15)可知,實(shí)際測(cè)得的第i階扭振的表達(dá)式為:其中,ω0表示旋轉(zhuǎn)軸的平均角速度;Am表示各階扭振角速度的幅值,m表示階數(shù);表示各階扭振角速度的相位,m表示階數(shù);r表示標(biāo)號(hào)為1的傳感器距離旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;δ表示碼盤的偏心距。由式(16)可知,測(cè)量得到的任一階扭振結(jié)果的表達(dá)式中,項(xiàng)的次數(shù)都包含0、1、2、3次,觀察表達(dá)式式(16)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)傳感器相位不變而改變其安裝半徑,也就是偏心比發(fā)生變化時(shí),式中第一項(xiàng)的幅值和相位均不變,第二項(xiàng)中的i次項(xiàng)會(huì)并入后三項(xiàng)中的某一項(xiàng)或者是大于等于的4次方的更高次冪項(xiàng),但考慮到實(shí)際測(cè)量過程中偏心比一般較小,也就是說的4次項(xiàng)及更高此項(xiàng)很小,可忽略不計(jì)而對(duì)精度影響很小,合并后的包含的1-3次方的各項(xiàng)只是其系數(shù)發(fā)生變化,而各項(xiàng)的幅值和相位都沒有改變,因此當(dāng)在處于旋轉(zhuǎn)軸同一半徑延長線上而安裝多個(gè)傳感器同時(shí)測(cè)量時(shí),各傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)均由四部分組成,其中各個(gè)數(shù)據(jù)的第一項(xiàng)相同,而其余項(xiàng)各自對(duì)應(yīng)成倍數(shù)關(guān)系;合理布置多個(gè)傳感器,并同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,由于各誤差部分在偏心比發(fā)生變化的情況下,相位不發(fā)生變化,只是幅值發(fā)生有規(guī)律的變化;因此,將各個(gè)傳感器測(cè)量得到的結(jié)果合理進(jìn)行計(jì)算就能達(dá)到消除誤差的效果。在旋轉(zhuǎn)軸同一半徑延長線上安裝h(h=3或4)個(gè)相同的傳感器,各個(gè)傳感器距離旋轉(zhuǎn)軸中心的距離依次為Rk(k=1、2……h(huán))。按照距離旋轉(zhuǎn)軸中心由近到遠(yuǎn)將傳感器依次編號(hào),碼盤的偏心距為δ,則各個(gè)傳感器位置處的偏心比依次為安裝好h個(gè)傳感器后,采集旋轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)。對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中,所述對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)包括:利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速提取濾波法提取所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的扭振階次,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)。具體的,所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)包括所述傳感器采集的各階扭振的幅值和相位設(shè)編號(hào)為k的傳感器的第i階扭振參數(shù)為其中,k=1、2……h(huán)。我們將以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào),記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)的具體方法限定如下:以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào);記錄編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;記錄相鄰所述傳感器之間的距離;根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)。當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為3時(shí),根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)的公式包括:a=rr+r1;]]>b=rr+r1+r2;]]>其中,r為所述編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;r1為編號(hào)為2的傳感器與編號(hào)為1的傳感器之間的距離;r2為編號(hào)為3的傳感器與編號(hào)為2的傳感器之間的距離。當(dāng)所述預(yù)設(shè)數(shù)量為4時(shí),根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù)的公式包括:a=rr+r1;]]>b=rr+r1+r2;]]>c=rr+r1+r2+r3;]]>其中,r為所述編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;r1為編號(hào)為2的傳感器與編號(hào)為1的傳感器之間的距離;r2為編號(hào)為3的傳感器與編號(hào)為2的傳感器之間的距離;r3為編號(hào)為4的傳感器與編號(hào)為3的傳感器之間的距離。以布置四個(gè)傳感器為例,編號(hào)為1的傳感器與旋轉(zhuǎn)軸中心的距離為r(r=R1),編號(hào)為3的傳感器與編號(hào)為2的傳感器之間的距離為r2;編號(hào)為4的傳感器與編號(hào)為3的傳感器之間的距離為r3,這樣編號(hào)分別為2、3和4的傳感器所在位置處的偏心比分別為其中各個(gè)傳感器的第i階扭振參數(shù)分別為依據(jù)式(16)按照項(xiàng)的次數(shù)對(duì)中各項(xiàng)進(jìn)行編號(hào),其中,的0次項(xiàng)記為Bi0,1次項(xiàng)記為Bi1,2次項(xiàng)記為Bi2,3次項(xiàng)記為Bi3,則有:則編號(hào)為2、3、4的三個(gè)傳感器測(cè)得的所述各階扭振參數(shù)的數(shù)值也可以用表示,將這四個(gè)方程合并為方程組由于之后的求解:易知式中即為旋轉(zhuǎn)軸第i階實(shí)際的扭振值,由方程組(18)可以解得:當(dāng)布置三個(gè)傳感器時(shí),只能列出三個(gè)方程,也即不考慮上述分析中的3次項(xiàng)Bi3。三個(gè)傳感器同樣要布置在所述旋轉(zhuǎn)軸的同一條半徑延長線上,為了便于計(jì)算,去掉編號(hào)為4的傳感器,同樣用Bi0、Bi1、Bi2分別表示0、1、2次項(xiàng),三個(gè)傳感器測(cè)得的第i階扭振值分別為依照方程組(18)的推導(dǎo)原理,構(gòu)建布置三個(gè)傳感器時(shí)的方程組為:求得當(dāng)預(yù)設(shè)數(shù)量為3時(shí)的預(yù)設(shè)公式為:式(1A)和(1B)即為碼盤處于偏心狀態(tài)時(shí),分別安裝三個(gè)和四個(gè)傳感器時(shí)利用所述扭振測(cè)試誤差校正方法對(duì)扭振測(cè)試誤差進(jìn)行校正的預(yù)設(shè)公式,將所述位置參數(shù)(即a、b、c的值或a、b的值)以及用矢量形式表示的各個(gè)傳感器測(cè)得的各階扭振參數(shù)代入到式(1A)或式(1B)中即可得到校正后的各階扭振值。通過上述分析可以發(fā)現(xiàn),本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述扭振測(cè)試誤差校正方法的校正公式較為簡(jiǎn)單,只需要代入所述位置參數(shù)以及用矢量形式表示的各個(gè)傳感器測(cè)得的各階扭振參數(shù)進(jìn)行一次計(jì)算即可,計(jì)算過程相對(duì)簡(jiǎn)單。并且由于所述預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器只需要布置在所述旋轉(zhuǎn)軸的同一條半徑延長線上即可,各個(gè)傳感器之間的距離可以是任意的,只要能夠知道各個(gè)傳感器安裝半徑的比例關(guān)系即可,因此布置相對(duì)較容易,且操作也較為方便。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中,所述扭振測(cè)試誤差校正方法包括:S201:根據(jù)測(cè)量精度要求和測(cè)試條件要求確定所述預(yù)設(shè)數(shù)量;S202:在位于碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上安裝預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器,所述預(yù)設(shè)線段為旋轉(zhuǎn)軸的一條半徑延長線;S203:以距所述旋轉(zhuǎn)軸中心距離由小到大的順序?qū)λ鲱A(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器進(jìn)行編號(hào);S204:記錄編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離;S205:記錄相鄰所述傳感器之間的距離;S206:根據(jù)編號(hào)為1的傳感器距所述旋轉(zhuǎn)軸中心的距離與相鄰所述傳感器之間的距離計(jì)算所述位置參數(shù);S207:在所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí),采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào);S208:利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速提取濾波法提取所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的扭振階次,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù);S209:將每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)以及所述位置參數(shù)代入預(yù)設(shè)公式,獲得校正后的各階扭振值。為了便于驗(yàn)證本申請(qǐng)實(shí)施例提供的扭振測(cè)試誤差校正方法的正確性,下面對(duì)所述扭振測(cè)試誤差校正方法進(jìn)行仿真計(jì)算。假設(shè)旋轉(zhuǎn)軸的角速度為:ω=ω0+30cos(ω0t+π4)+20cos(2ω0t+π3)+18cos(3ω0t+π6)+12cos(4ω0t+3π4)+8cos(5ω0t+15π12)+5cos(6ω0t+5π6)---(19)]]>單位為°/s,其中n0為旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min。仿真轉(zhuǎn)速設(shè)置為兩組,第一組轉(zhuǎn)速為800r/min,第二組轉(zhuǎn)速為1500r/min。根據(jù)測(cè)量精度的需要和實(shí)驗(yàn)允許的條件,確定所述預(yù)設(shè)數(shù)量,在本實(shí)施例中,所述預(yù)設(shè)數(shù)量確定為4。安裝傳感器,采集穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下扭振脈沖信號(hào):如附圖1所示,在旋轉(zhuǎn)軸同一半徑延長線上安裝四個(gè)相同的傳感器,為便于計(jì)算,將1、2、3、4號(hào)傳感器處的偏心比分別設(shè)置為和此時(shí),a=1/2、、b=1/3c=1/4,布置好傳感器之后,采集旋轉(zhuǎn)軸穩(wěn)速旋轉(zhuǎn)過程中的每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)。碼盤偏心情況下,由理論推導(dǎo)可得傳感器測(cè)試轉(zhuǎn)角與實(shí)際轉(zhuǎn)角的關(guān)系為:β=α+arctanδsinαr-δcosα---(4)]]>將(19)式經(jīng)過積分換算成角度信號(hào)后代入式(4)中,進(jìn)行數(shù)值微分后得到測(cè)量的角速度,去除平均角速度即可得到各個(gè)傳感器測(cè)得的旋轉(zhuǎn)軸各階扭振角速度的幅值和相位,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),由此得到的傳感器采集的各階扭振參數(shù)與碼盤偏心時(shí)傳感器實(shí)際采集的各階扭振參數(shù)有很高的一致性,因此上述計(jì)算結(jié)果可以代表傳感器實(shí)際采集的各階扭振參數(shù)。將旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為800r/min和1500r/min時(shí)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)分別匯集到表1和表2中。表1旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為800r/min時(shí)四個(gè)傳感器測(cè)得的各階扭振幅值和相位表2旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為1500r/min四個(gè)傳感器測(cè)得的各階扭振幅值和相位對(duì)采集的所述轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)具體如下:對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為800r/min,由表1知四個(gè)傳感器測(cè)得的旋轉(zhuǎn)軸扭振的一階量分別為將這四個(gè)向量以及a、b、c的值代入公式(1B)中進(jìn)行計(jì)算,得到B10=29.997ej43.65π/180。也即校正后得到的旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際一階扭振值幅值為29.997°/s,相位43.65°。用同樣的方法求得各階次校正后的幅值和相位匯集到表3中。表3旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為800r/min軸扭振實(shí)際量與校正量對(duì)比由表3可看出,將四個(gè)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)代入到校正公式(1B)進(jìn)行計(jì)算后,得到的校正后軸的各階扭振量與軸理論扭振量幾乎相同,幅值的相對(duì)誤差均在0.1%以下,由于相位可以為零,因此其相對(duì)誤差沒有意義,其絕對(duì)誤差最大為5.3,符合工程運(yùn)用的要求。同理,對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí),用同樣的方法求得各階次校正后的幅值和相位匯集到表4中。表41500r/min軸扭振實(shí)際量與校正量對(duì)比由表4可看出,將四個(gè)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)代入到校正公式(1B)進(jìn)行計(jì)算后,得到的校正后軸的各階扭振量與軸實(shí)際扭振量幾乎相同,幅值的相對(duì)誤差均在0.15%以下,相位絕對(duì)誤差最大為9.94,符合工程運(yùn)用的要求。理論上布置傳感器越多,校正精度越高,因此在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述預(yù)設(shè)數(shù)量優(yōu)選為4。綜上所述,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種扭振測(cè)試誤差校正方法,適用于校正由于碼盤偏心產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差,所述扭振測(cè)試誤差校正方法通過首先將預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器安裝在碼盤表面的預(yù)設(shè)線段上,并記錄除編號(hào)為1的傳感器以外的各個(gè)所述傳感器的位置參數(shù);然后采集每個(gè)所述傳感器的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行階次分析,獲得每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù);最后將每個(gè)所述傳感器采集的各階扭振參數(shù)以及所述位置參數(shù)代入預(yù)設(shè)公式進(jìn)行計(jì)算,即可獲得校正后的各階扭振值,從而達(dá)到對(duì)由于碼盤偏心而產(chǎn)生的扭振測(cè)試誤差進(jìn)行校正的目的。并且本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述扭振測(cè)試誤差校正方法的校正公式較為簡(jiǎn)單,只需要代入所述位置參數(shù)以及用矢量形式表示的各個(gè)傳感器測(cè)得的各階扭振參數(shù)進(jìn)行一次計(jì)算即可,計(jì)算過程相對(duì)簡(jiǎn)單。進(jìn)一步的,由于所述預(yù)設(shè)數(shù)量的傳感器只需要布置在所述旋轉(zhuǎn)軸的同一條半徑延長線上即可,各個(gè)傳感器之間的距離可以是任意的,只要能夠知道各個(gè)傳感器安裝半徑的比例關(guān)系即可,因此布置相對(duì)較容易,且操作也較為方便。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。當(dāng)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