CN104316266B - 一种带修正的直升机模型动平衡调整相位计算方法 - Google Patents

Abstract

一种带修正的直升机模型动平衡调整相位计算方法，属于直升机模型旋翼试验领域。其特征在于，首先对测量得到的振动信号和转速信号进行频谱计算，根据根据转速换算得到一个基准频率，从振动和转速频谱中取出基准频率对应的幅值和相位，用转速相位修正振动相位，最后再计算得到需要增加配重的调整相位值。本发明能有效克服因传感器、采集器不同及使用环境干扰造成的调整相位计算不准的问题，建立一套准确计算得到调整相位的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法。

Description

一种带修正的直升机模型动平衡调整相位计算方法

技术领域

本发明涉及一种带修正的直升机模型动平衡调整相位计算方法，用于直升机模型旋翼动平衡调整相位计算，属于直升机模型旋翼试验领域。

背景技术

直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法是直升机模型旋翼试验的一项重要技术，是进行动平衡调整的前提。该方法首先对测量得到的振动信号进行频谱计算，根据转速换算得到一个基准频率，然后从振动频谱中取出基准频率对应的振动信号的幅值和相位，然后计算得到需要增加配重的调整相位值。

常规的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法由于采用的转速传感器和振动传感器的性能不同、采集设备的技术指标不同，甚至因台体振动大小以及电源不稳定等干扰因数的影响，最后计算得到的调整相位值会出现较大的偏差，使得模型旋翼动平衡无法调整下来。

发明内容

本发明的目的：

本方法能有效克服因传感器、采集器不同及使用环境干扰造成的调整相位计算不准的问题，建立一套带修正的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法。

本发明的技术方案：

该方法首先对测量得到的振动信号和转速信号进行频谱计算，根据根据转速换算得到一个基准频率，从振动和转速频谱中取出基准频率对应的幅值和相位，用转速相位修正振动相位，最后再计算得到需要增加配重的调整相位值。

一种带修正的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，截取5—100秒振动信号和转速信号时间历程数据，截取的起点为转速信号的上升沿；

第二步，对截取得到的振动信号和转速信号进行快速傅立叶变换得到相位频率数据；

第三步，将截取得到的转速信号时间历程进行上升沿个数n的读取以及相应时间秒t的计算，得到转速的基准频率h＝n/t；

第四步，从振动信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p0；

第五步，从转速信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p1；

第六步，计算得到振动信号修正相位p2＝p0-p1；

第七步，如果p2为负，则调整相位pa＝360°+p2,如果p2为正，则调整相位pa＝360°-p2。

本发明的关键点：

利用转速信号的基准频率相位，对振动信号的基准频率相位进行修正，消除干扰因数的影响，从而准确找到所需的调整相位。

本发明的有益效果：

利用转速信号的基准频率相位，对振动信号的基准频率相位进行修正，消除干扰因数的影响，从而准确找到所需的调整相位，为快速进行直升机模型旋翼动平衡调整提供了数据依据，减小了直升机模型旋翼试验台的振动水平，保证了后续的试验安全。

附图说明

具体实施方式

第一步，截取5—100秒振动信号和转速信号时间历程数据，截取的起点为转速信号的上升沿；

第二步，对截取得到的振动信号和转速信号进行快速傅立叶变换得到相位频率数据；

第三步，将截取得到的转速信号时间历程进行上升沿个数n的读取以及相应时间秒t的计算，得到转速的基准频率h＝n/t；

第四步，从振动信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p0；

第五步，从转速信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p1；

第六步，计算得到振动信号修正相位p2＝p0-p1；

第七步，如果p2为负，则调整相位pa＝360°+p2,如果p2为正，则调整相位pa＝360°-p2。

实施例：

为验证本方法的效果，特选取直升机模型旋翼试验台数据采集系统和监视报警系统采集的三套振动信号和转速信号数据进行计算比较。第一套数据是数据采集系统采集的数据，采样率是2000点/秒；第二套和第三套数据是监视报警系统采集的数据，采样率是5000点/秒。

实施步骤如下：

(1)对采集得到的振动信号和转速信号时间历程数据进行截取，第一套数据截取的数据长度是10秒，截取的数据起始点为转速上升沿；第二套数据截取的数据长度是10秒，截取的数据起始点为转速上升沿；第三套数据截取的数据长度是20秒，截取的数据起始点为转速上升沿。

(2)对截取得到的三套数据进行快速傅立叶变换得到相位频率数据；

(3)将截取得到的转速信号时间历程进行上升沿个数n的读取以及相应时间秒s的计算，n＝166，s＝9.944，得到转速的基准频率h＝n/s＝166/9.944＝16.6；

(4)从三套振动信号相位频率数据中找到基准频率h对应的相位p01、p02、p03，数据见下表1；

表1

(5)从三套转速信号相位频率数据中找到基准频率h对应的相位p11、p12、p13，数据见下表2；

表2

(6)计算得到振动信号修正相位p21＝p01-p11、p22＝p02-p12、p23＝p03-p13,如果p21、p22、p23数值为负，则负值+360°，转换为正值，数据见下表3；

表3

(7)计算得到调整相位，计算公式为：调整相位pa＝360°+p2,如果pa值大于360°，则其值再减360°，最终计算结果见下表4。

表4

上述表2中的相位数据是以前不带相位修正时的三套动平衡计算得到的数据，三套数据的最大相位误差为28.075°,而表4是采用本方法计算得到的三套数据，其最大相位误差仅为4.772°。这说明带修正的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法得到的相位误差较常规方法更小，其方法对硬件和环境等不确定因素具有优越的抗干扰能力。

Claims (1)

1.一种带修正的直升机模型旋翼动平衡调整相位计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，截取5—100秒振动信号和转速信号时间历程数据，截取的起点为转速信号的上升沿；

第二步，对截取得到的振动信号和转速信号进行快速傅立叶变换得到相位频率数据；

第三步，将截取得到的转速信号时间历程进行上升沿个数n的读取以及相应时间秒t的计算，得到转速的基准频率h＝n/t；

第四步，从振动信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p0；

第五步，从转速信号相位频率数据中找到转速基准频率h对应的相位p1；

第六步，计算得到振动信号修正相位p2＝p0-p1；

第七步，如果p2为负，则调整相位pa＝360°+p2,如果p2为正，则调整相位pa＝360°-p2。