[发明专利]循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法及装置

说明书

本发明提供一种循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法及装置，该方法包括：基于切比雪夫多项式零点构建循环水泵转子对应的稠密样本空间；对所述稠密样本空间进行阶数截断，得到稀疏样本空间；确定所述稀疏样本空间中每一样本对应的特征参数，基于所述特征参数，确定具有多解现象的非线性幅频响应曲线；将所述稀疏样本空间中所有样本的非线性幅频响应曲线进行坐标变化，得到目标曲线；对所述目标曲线开展不确定性量化，得到响应边界；对所述响应边界进行坐标逆变换，得到所述非线性幅频响应曲线的区间结果。本发明可以解决循环水泵转子对应幅频响应曲线的多解问题进行不确定性量化的问题。

技术领域

本发明涉及循环水泵转子技术领域，尤其涉及一种循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法及装置。

背景技术

循环水泵是船舶能源动力系统中的关键流体输送设备。随着循环水泵朝着高扬程和高转速方向发展，其转子的振动问题更易发生。由于循环水泵转子结构的复杂性，制造误差、测量误差、材料属性、外部激励的不确定性，其控制方程和边界条件通常也是不确定的。然而，在以往对循环水泵转子开展动力学特性分析时，几乎都将研究因素处理为确定性参数。实际上，当多个参数同时存在不确定性时，即使每个参数的波动水平都比较小，但是依然会明显影响循环水泵转子的动力学特性。因此，在循环水泵转子的设计过程中，需要考虑开展不确定性分析，得到各个不确定性因素对转子动力学特性的影响规律，进而合理地选择设计参数，提高循环水泵转子的安全性。

目前，传统的循环水泵动力学特性研究存在以下两方面的缺陷：第一，目前关于循环水泵转子动力学特性的研究较少考虑不确定性因素，没有考虑各个参数存在的不确定性波动，缺乏从区间分析的角度分析循环水泵转子动力学特性的研究。第二，考虑非线性后，循环水泵转子的稳态响应曲线会出现多解现象(即同一个转速下具有多个解，会出现跳跃现象，影响循环水泵转子的安全稳定性)，传统的区间分析仅能对一个转速下仅存在一个稳态解的情况开展不确定性量化，而无法针对多解现象开展区间分析。

因此，需要提供一种新的方法，以解决循环水泵转子对应幅频响应曲线的多解问题进行不确定性量化的问题。

发明内容

本发明提供一种循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法及装置，可以解决循环水泵转子对应幅频响应曲线的多解问题进行不确定性量化的问题。

本发明提供一种循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法，包括：

基于切比雪夫多项式零点构建循环水泵转子对应的稠密样本空间；

对所述稠密样本空间进行阶数截断，得到稀疏样本空间；

确定所述稀疏样本空间中每一样本对应的特征参数，基于所述特征参数，确定具有多解现象的非线性幅频响应曲线；

将所述稀疏样本空间中所有样本的非线性幅频响应曲线进行坐标变化，得到目标曲线；

对所述目标曲线开展不确定性量化，得到响应边界；

对所述响应边界进行坐标逆变换，得到所述非线性幅频响应曲线的区间结果。

根据本发明提供的循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法，所述基于切比雪夫多项式零点构建循环水泵转子对应的稠密样本空间，包括：

确定所述循环水泵转子的不确定性物理参数对应的一维切比雪夫多项式样本向量；

对所述一维切比雪夫多项式样本向量进行张量积处理，得到所述稠密样本空间。

根据本发明提供的循环水泵转子幅频特性区间的数字化旋转分析方法，所述基于所述特征参数，确定具有多解现象的非线性幅频响应曲线，包括：

基于所述稀疏样本空间中每一样本对应的特征参数以及预设的非线性转子动力学方程，得到具有多解现象的非线性幅频响应曲线。