[发明专利]转子低频振动多阶线谱的控制方法及装置

权利要求书

1.一种转子低频振动多阶线谱的控制方法，其特征在于，包括：

步骤101：采集旋转机械上振动测点的位置处的初始振动信号；所述初始振动信号为转速信号/键相信号；

步骤102：以所述初始振动信号的上升沿为基准，对所述振动测点的位置处的振动信号进行同步整周期重采样，获取所述振动测点对应的多个初始振动幅值和初始振动相位，包括：

子步骤B1：以所述初始振动信号的上升沿为基准，对所述振动测点处的振动信号进行重采样，获取所述振动测点处的同步、整周期的重采样振动信号；

子步骤B2：对所述重采样振动信号进行傅里叶变换处理，得到各个频率下的振动幅值的实部和虚部；

子步骤B3：根据所述实部和所述虚部，计算得到多个所述初始振动幅值和所述初始振动相位，包括：

通过下述公式计算得到所述初始振动幅值和所述初始振动相位，

上述公式(1)和(2)中，R_mp(ω_j)为实部，I_mp(ω_j)为虚部，为初始振动幅值，为初始振动相位；

得到各测点第j阶原始振动向量为：m测点数，其中，任意测点m的第j阶原始振动通过如下公式表示：

步骤103：对所述旋转机械上的转子多次施加所需控制的振动频率的预设大小和方向的初始激振力，并获取所述振动测点对应的多个振动幅值和相对应的多个振动相位；

子步骤C1：对施加所述初始激振力后的振动信号进行同步整周期重采样，得到重采样后的振动信号；

子步骤C2：对所述重采样后的振动信号进行傅里叶变换处理，得到所述初始激振力对应的振动幅值的目标实部和目标虚部；

子步骤C3：根据所述目标实部和所述目标虚部，计算得到所述振动测点对应的多个振动幅值和多个振动相位；

在转子上施加需要控制的振动频率的初始激振力，具体包括如下步骤：

(1)根据测量得到的键相信号Y_n(t)，在每个控制面k上，构造J个与键相信号同步的正弦信号，具体通过如下公式进行：

(2)以键相点为基准，给定每个需要控制的J个线谱频率的信号的相位和信号的幅值，通过功率放大器将这些给定幅值和延迟时间的放大，并对转子进行激励；

测量和计算施加该初始激振力后，不同振动测点各个需要控制的线谱的振动幅值和相位，具体包括如下步骤：

(1)对施加初始激振力后测量得到的振动信号进行同步整周期重采样，得到重采样后的信号对信号进行快速傅里叶变换(FFT)，得到不同频率下施加初始激振力后的旋转机械振动幅值的实部和虚部

(2)计算在第k个激励面上加激励后，第m测点的第j阶线谱幅值和相位具体通过如下公式进行：

重复上述步骤，经过在不同激励平面内多次施加初始激振力-测量施加激振力后的振动-对振动信号进行重采样及傅里叶变换-计算振动幅值和相位，具体包括如下步骤：

(1)在第1激励面上施加第j阶激励载荷(Q₁)_j，测量得到旋转机械各测点振动，经重采样和FFT变换的各测点第j阶振动向量为：任意测点m在施加激励载荷(Q₁)_j后的第j阶振动，通过如下公式表示：

(2)在第2激励面上施加第j阶激励载荷(Q₂)_j，测量得到旋转机械各测点振动，经重采样和FFT变换的各测点第j阶振动向量为：任意测点m在施加激励载荷(Q₂)_j后的第j阶振动，通过如下公式表示：

(3)以此类推，在第k激励面上施加第j阶激励载荷(Q_k)_j，测量得到旋转机械各测点振动，经重采样并经过FFT变换的各测点第j阶振动向量为：任意测点m在施加激励载荷(Q_k)_j后的第j阶振动，通过如下公式表示：

步骤104：根据所述多个振动幅值和所述多个振动相位，生成振动影响系数矩阵，具体为：

对得到的各阶原始振动低频线谱的幅值和相位、施加的初始激振力、以及测量得到的施加该激振力后产生的各阶低频线谱振动进行计算，得到振动影响系数矩阵，具体为：

步骤105：基于所述振动影响系数矩阵、所述初始振动幅值和所述初始振动相位，生成低频线谱的激振力，并向转子上的所述振动测点处施加所述低频线谱的激振力，具体地：根据获得的振动影响系数矩阵及各阶原始振动线谱，给出能够同步控制各个低频线谱的激励力；

求解激励具体通过如下公式进行：

据此求出控制激励