CN105300512B - 一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法 - Google Patents

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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。

Description

一种振动源偏离质心的振动方向角的获取方法
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；
步骤S105，基于互功率谱法测试沿x、y轴的分量相位差；
步骤S106，求解振动方向角数值。
(1)结合实际偏心振动模型，定义振动方向角及其所在的坐标系XoY，如图1为系统三自由度振动模型。激振中心在XoY直角坐标系中的位置为(Lox,Loy)，如图1所示，Kx1、Kx2为振动模型沿x方向的刚度系数，Ky1、Ky2为振动模型沿y方向的刚度系数，S点为偏心激振在坐标系统的具体位置。
(2)建立目标点椭圆振动的沿x、y轴的运动分量方程并定义 在坐标系XoY中的运动幅值A1、A2，角频率ω1、ω2和运动相位ψ1、ψ2；
则其合成轨迹为：
转化成标准形式为：
(3)定义椭圆旋转坐标系，椭圆长轴绕中心O沿逆时针旋转γ角，并建立轨迹方程，对于一个轨迹方程为长轴在x方向的椭圆，相对于中心o逆时针旋转γ角，则对于椭圆上任意一点旋转后在原坐标系中的轨迹表示为：
转化成标准形式为：
推导出γ角计算公式
①当cos(ψ1-ψ2)≥0时
②当cos(ψ1-ψ2)＜0时
(4)基于互功率谱密度法测试出沿x、y振动分量的相位差ψ1-ψ2；
(5)测试出沿x、y方向的振动幅值A1、A2；
(6)基于测试出的数值A1、A2，结合γ角公式求解出该测试点的振动方向角数值。

Claims (3)

1.一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目标点的振动方向角；其中
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沿逆时针旋转的角为振动方向角；
所述目标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方向振动分量的运动相差，测试出沿x、y方向的振动幅值，
基于测试出的运动相差和振动幅值，结合旋转角公式获取该目标点的振动方向角数值；
所述振动方向角γ通过下式获得
其中，A1、A2分别为目标点在椭圆旋转坐标系下沿x、y轴的振动幅值，ψ1、ψ2分别为目标点在椭圆旋转坐标系下沿x、y轴的运动相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标点椭圆振动的沿x、y轴的运动分量为其中，A1、A2分别为坐标系XoY下沿x、y轴的振动幅值，ψ1、ψ2分别为坐标系XoY下沿x、y轴的运动相位，ω1、ω2分别为坐标系XoY下沿x、y轴的角频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于目标点椭圆振动的沿x、y轴的运动分量所获得的轨迹为
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106952182B (zh) * 2017-03-24 2020-07-31 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于振动分布特征的电力变压器绕组故障诊断方法
CN107063443B (zh) * 2017-04-16 2020-09-22 中国计量科学研究院 一种三维空间运动轨迹振动合成方法
CN111337121A (zh) * 2020-03-13 2020-06-26 沈阳科网通信息技术有限公司 一种电机旋转类设备振动信号偏差软测量与校正方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502780A1 (fr) * 1991-03-07 1992-09-09 Framatome Procédé d'équilibrage dynamique d'un rotor d'une machine tournante
CN101368870A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 南京大学 一种用于机械转子单截面轴振分析的幅值频谱
CN101563588A (zh) * 2006-12-21 2009-10-21 Mtu飞机发动机有限公司 用于非接触式叶片振动测量的装置和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502780A1 (fr) * 1991-03-07 1992-09-09 Framatome Procédé d'équilibrage dynamique d'un rotor d'une machine tournante
CN101563588A (zh) * 2006-12-21 2009-10-21 Mtu飞机发动机有限公司 用于非接触式叶片振动测量的装置和方法
CN101368870A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 南京大学 一种用于机械转子单截面轴振分析的幅值频谱

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