[发明专利]变速激励下叶片异步振动参数识别方法

说明书

本发明公开的一种变速激励下叶片异步振动参数识别方法，用相邻两叶片测量数据插值处理提升采样率的方法获得混叠频率，用全相位FFT来获得振动混叠频率和相位，从而获得非整阶次的小数部分。利用相位和传感器安装角度的关系进行阶次跟踪，辨识叶片异步振动阶次的整数部分。利用4叶片仿真模型产生降速多倍频异步振动数据对该算法进行了验证，仿真数据为单传感器测得的单叶片的振动数据，最后把辨识结果与仿真参数进行对比，验证了此算法能正确辨识叶片异步振动参数。此识别方法正确可靠，简单易行。

技术领域

本发明属于叶轮机械叶片测试技术领域，特别是一种叶片异步振动参数识别方法。

背景技术

叶片作为叶轮机械的重要部件，其可靠的运行是保障旋转机械安全运行的关键，目前测量叶片振动的方法采用非接触测量的叶尖定时方法，叶尖定时测振技术是将叶尖定时传感器沿径向安装在旋转机械相对静止的壳体上，根据叶片到达传感器的脉冲时间t与理论到达时间的不同，获得叶片振动的欠采样序列，采用特殊的参数识别方法获得叶片振动参数。非接触测量的叶尖定时方法测量一周仅仅测到叶片的一个振动信号，采样频率为转速，一般叶片的振动频率在kHz以上，采样频率仅有几百Hz，因此参数识别是严重的欠采样信号下的识别，有一定难度和特殊性。

针对不同的叶片振动形式，叶片的振动可分为同步振动(叶片振动频率与转速成整数倍)和异步振动(叶片振动频率与转速成非整数倍)，常用的测量同步振动的叶尖定时参数识别方法有：速矢端迹法、双参数法、自回归法等，常用测量异步振动的叶尖定时参数识别方法有Prony谱估计方法、多传感器均布法、差频法、“5+2”分布法等。一般异步振动由流场激励产生，多在转速变化的时候发生，使叶片振幅瞬间大幅提高危害叶轮机的可靠运行，因此发展变速激励下叶片振动的参数识别方法有重要意义。

发明内容

本发明要解决的问题是变速激励下叶片振动的参数识别问题，为此，采用多传感器信号全相位FFT变换(快速傅立叶变换)获得分析信号的混叠频率和对应相位，根据混叠频率的相位差与传感器的物理安装角以及转速阶次的相互关系采用有限的阶次跟踪进行异步振动参数辨识。

本发明公开的变速激励下叶片异步振动参数识别方法，包括以下步骤：

1)对相邻两叶片的振动信号进行插值处理提升采样频率；

2)通过全相位傅里叶变换获得叶片振动信号的混叠频率Δω和实测相位差ΔΦ^*，求得振动阶次的非整数部分Δm；

3)利用测量振动信号相位与传感器安装角的关系，通过阶次跟踪获得振动阶次N_e，N_e＝(m+Δm)，m是振动阶次的整数部分，Δm是振动阶次的非整数部分；

4)得到叶片的振动频率ω。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤1)振动信号的插值处理如下：