[发明专利]一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法

说明书

一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法，包括：基于实际偏心振动模型，建立振动方向角所在的坐标系XoY，建立目标点椭圆振动的沿x、y轴的运动分量和运动轨迹，依据运动分量和运动轨迹以o为坐标系原点建立椭圆旋转坐标系，建立椭圆长轴绕原点o沿逆时针旋转角为振动方向角；基于互功率谱密度法测试出沿x、y振动分量的运动相位差，测试出沿x、y方向的振动幅值，基于测试出的运动相位差和振动幅值，结合旋转角公式获取该测试点的振动方向角数值。

技术领域

本发明涉及一种机械振动测算技术，特别是一种振动源偏离质心的三自由度振动系统中各点的振动方向快速测算方法。

背景技术

三自由度偏心振动系统中各点具有不同的运动特性,且随着激振位置的变化在整个空间上的动力消耗分布会由原先的均衡变为非均衡状态，若要有效利用该种系统的非均衡动力学特性,需要全面掌握振动方向沿工作面的分布规律。而这种规律以往只能通过机械式的描绘丽萨如(Lissajous)图法方式来粗略获取振动轨迹，再进行振动方向角的估算。算出的结果往往精度低、耗时长，且无法实现远程测试，严重影响了系统自动化测算的进程需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种椭圆振动的振动方向角在线测算方法，该测算方法集成了互谱相位差分析、幅值测试，结合本发明的振动方向角计算方法，快速的完成振动方向角的测算。

一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法，用于测算三自由度振动系统各点的振动方向角，其特征在于，包括建立目标点的椭圆旋转坐标系及依据该椭圆旋转坐标系获取该测试点的振动方向角；所述椭圆旋转坐标系的建立包括：

基于实际偏心振动模型，建立振动方向角所在的坐标系XoY，

建立目标点椭圆振动的沿x、y轴的运动分量和运动轨迹，

依据运动分量和运动轨迹以o为坐标系原点建立椭圆旋转坐标系，

建立椭圆长轴绕原点o沿逆时针旋转角为振动方向角；

所述测试点的振动方向角的获取方法包括：

基于互功率谱密度法测试出沿x、y振动分量的运动相位差，

测试出沿x、y方向的振动幅值，

基于测试出的运动相位差和振动幅值，结合旋转角公式获取该测试点的振动方向角数值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明一种椭圆轨迹振动方向角的测算方法对测试环境具有较好的适应性，可通过多通道振动测试仪器集成互功率谱分析、幅值测试和本发明中的振动方向角计算公式来实现椭圆振动方向角的远程测算。由于采用精确的理论公式，相比传统的丽萨如(Lissajo us)图法具有更为快速、准确的测试分析能力。

下面结合说明那个舒服图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1为三自由度振动系统模型。

图2为椭圆在坐标系中的旋转。

图3为一种椭圆轨迹振动模型振动方向角的测算流程。

具体实施方式

结合图3，一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法，用于测算三自由度振动系统各点的振动方向角，包括椭圆旋转坐标系的建立及依据椭圆旋转坐标系获取振动方向角。具体地，包括以下步骤：

步骤S101，建立偏心振动模型；

步骤S102，建立振动方向角所在的坐标系XoY；

步骤S103，建立椭圆旋转轨迹方程；

步骤S104，推到振动方向角的计算公式；