CN117031970A - 扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统 - Google Patents

扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统，方法包括：构建动力理论模型；形成分情形的综合运动方程组；形成控制方程组；对控制方程组进行降阶处理后作为振动监测反馈模型；当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将物理参数和激励载荷参数输入振动监测反馈模型；根据振动监测数据对扭矩试验台进行控制。本发明通过对试样件在扭矩试验台上进行动态扭矩加载下的动力响应进行分析，形成了可以用于试样件动力响应计算的振动监测反馈模型，其可以计算出在不同的物理参数和激励载荷参数下试样件的动力响应数据，为扭矩试验台的控制提供依据，降低了动态扭矩加载试验台的实现难度。

Description

扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统
技术领域
本发明涉及智能控制技术，具体涉及扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统。
背景技术
风力发电机组中，联轴器起着将风力叶片转动扭矩传递至后端发电机组的作用，其需要承受叶轮通过齿轮箱所传递的扭矩。对联轴器的扭矩标定现有技术中均采用静态扭矩加载的方案进行，其主要原因在于动态扭矩加载的试验条件苛刻，动态扭矩对试样件和加载轴承的影响不易检测。
发明内容
为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统。
第一方面，本申请实施例提供了扭矩试验台振动监测反馈控制方法，包括：
构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
本申请实施例实施时，为了实现大扭矩动态试验台的设计，需要首先解决如何在动态扭矩下对试样件的动力状态检测。在本申请实施例中，构建了含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型，在该模型中，将轴承和轴均简化为与固定端具有弹性阻尼连接的构件，同时将轴承和轴之间的间隙以接触刚度和接触阻尼的方式进行表征，并进行动力响应分析。
本申请实施例中，由于轴承和轴之间的间隙在动力响应中会发生变化，所以对不同的间隙情况将动力理论模型转化为两个运动方程组，第一运动方程组表征轴和轴承发生直接挤压的情况，这时需要考虑间隙带来的刚度和阻尼；同样的第二运动方程组表征轴和轴承未发生直接挤压，此时不考虑间隙带来的刚度和阻尼。同时对动力理论模型中间隙处的非线性力在不同间隙情况下进行分别转换，最终形成第一运动方程组和第二运动方程组。
本申请实施例中，为了实现对综合运动方程组后续使用，需要进行综合运动方程组中各种系数参数的求解，由于综合运动方程组一般为二阶微分方程组，所以需要通过归一化和时间伸缩变换将综合运动方程组变换为更易于求解的控制方程组。在对控制方程组进行处理时，为方便编程，需要将二阶微分方程组降阶到一阶再通过四阶龙格库塔法求解出控制方程组的系数最终形成可以用于试样件的动力状态推演的振动监测反馈模型。
本申请实施例中，由于已经完成了振动监测反馈模型的推演，所以在试验过程中，可以根据目标试样件的物理参数和激励载荷参数在振动监测反馈模型中计算目标试样件当前的振动监测数据，为扭矩试验台的控制提供数据依据。本申请实施例通过对试样件在扭矩试验台上进行动态扭矩加载下的动力响应进行分析，形成了可以用于试样件动力响应计算的振动监测反馈模型，其可以计算出在不同的物理参数和激励载荷参数下试样件的动力响应数据，为扭矩试验台的控制提供依据，降低了动态扭矩加载试验台的实现难度。
在一种可能的实现方式中，所述动力理论模型中激励荷载作用于轴承上，且轴承和轴之间通过具有接触刚度和阻尼的间隙连接；
所述动力理论模型为：
式中，m 1 为轴承的总质量，m 2 为轴的质量，k 1 为轴承的刚度，c 1 为轴承的阻尼，k 2 为轴的刚度，c 2 为轴的阻尼，k 3 为轴与轴承的接触刚度，c 3 为轴与轴承之间间隙的阻尼，x 1 为整个轴加轴承的位移，x 2 为轴的位移，t为时间，为间隙处的非线性力，F为施加的激励载荷，F p 为载荷幅度，为载荷频率，b为间隙宽度。
在一种可能的实现方式中，所述第一运动方程组为：
；
所述第二运动方程组为：
。
在一种可能的实现方式中，所述控制方程组为：
式中，为t的时间伸缩变换且，为轴承的固有频率，为轴的固有频率，，为轴承的材料阻尼比，为轴的材料阻尼比，为所述轴承与轴的间隙接触的阻尼比。
在一种可能的实现方式中，对所述控制方程组进行降阶处理包括：
设置降解参量；
通过所述降解参量将所述控制方程组降阶为：
。
在一种可能的实现方式中，通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数包括：
通过四阶龙格库塔法将降阶后的所述控制方程组转换为下式：
式中的步长；
为所述控制方程组的系数；
根据下式计算所述控制方程组的系数：
。
在一种可能的实现方式中，获取所述振动监测数据包括：
将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型时，所述振动监测反馈模型计算出u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 ；
将u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 作为所述振动监测数据。
在一种可能的实现方式中，根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制包括：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
第二方面，本申请实施例提供了扭矩试验台振动监测反馈控制系统，包括：
构建单元，被配置为构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
转化单元，被配置为在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
归一化单元，被配位为对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
求解单元，被配位为对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
控制单元，被配置为当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统，通过对试样件在扭矩试验台上进行动态扭矩加载下的动力响应进行分析，形成了可以用于试样件动力响应计算的振动监测反馈模型，其可以计算出在不同的物理参数和激励载荷参数下试样件的动力响应数据，为扭矩试验台的控制提供依据，降低了动态扭矩加载试验台的实现难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本申请实施例扭矩试验台振动监测反馈控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例动力理论模型对应的力学模型示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请结合参阅图1，为本发明实施例所提供的扭矩试验台振动监测反馈控制方法的流程示意图，进一步地，所述扭矩试验台振动监测反馈控制方法具体可以包括以下步骤S1-步骤S7所描述的内容。
S1：构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
S2：在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
S3：对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
S4：对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
S5：当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
S6：接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
S7：根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
本申请实施例实施时，为了实现大扭矩动态试验台的设计，需要首先解决如何在动态扭矩下对试样件的动力状态检测。在本申请实施例中，构建了含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型，在该模型中，将轴承和轴均简化为与固定端具有弹性阻尼连接的构件，同时将轴承和轴之间的间隙以接触刚度和接触阻尼的方式进行表征，并进行动力响应分析，请参阅图2，示出了简化后的动力理论模型对应的力学模型。
本申请实施例中，由于轴承和轴之间的间隙在动力响应中会发生变化，所以对不同的间隙情况将动力理论模型转化为两个运动方程组，第一运动方程组表征轴和轴承发生直接挤压的情况，这时需要考虑间隙带来的刚度和阻尼；同样的第二运动方程组表征轴和轴承未发生直接挤压，此时不考虑间隙带来的刚度和阻尼。同时对动力理论模型中间隙处的非线性力在不同间隙情况下进行分别转换，最终形成第一运动方程组和第二运动方程组。
本申请实施例中，为了实现对综合运动方程组后续使用，需要进行综合运动方程组中各种系数参数的求解，由于综合运动方程组一般为二阶微分方程组，所以需要通过归一化和时间伸缩变换将综合运动方程组变换为更易于求解的控制方程组。在对控制方程组进行处理时，为方便编程，需要将二阶微分方程组降阶到一阶再通过四阶龙格库塔法求解出控制方程组的系数最终形成可以用于试样件的动力状态推演的振动监测反馈模型。
本申请实施例中，由于已经完成了振动监测反馈模型的推演，所以在试验过程中，可以根据目标试样件的物理参数和激励载荷参数在振动监测反馈模型中计算目标试样件当前的振动监测数据，为扭矩试验台的控制提供数据依据。本申请实施例通过对试样件在扭矩试验台上进行动态扭矩加载下的动力响应进行分析，形成了可以用于试样件动力响应计算的振动监测反馈模型，其可以计算出在不同的物理参数和激励载荷参数下试样件的动力响应数据，为扭矩试验台的控制提供依据，降低了动态扭矩加载试验台的实现难度。
在一种可能的实现方式中，所述动力理论模型中激励荷载作用于轴承上，且轴承和轴之间通过具有接触刚度和阻尼的间隙连接；
所述动力理论模型为：
式中，m 1 为轴承的总质量，m 2 为轴的质量，k 1 为轴承的刚度，c 1 为轴承的阻尼，k 2 为轴的刚度，c 2 为轴的阻尼，k 3 为轴与轴承的接触刚度，c 3 为轴与轴承之间间隙的阻尼，x 1 为整个轴加轴承的位移，x 2 为轴的位移，t为时间，为间隙处的非线性力，F为施加的激励载荷，F p 为载荷幅度，为载荷频率，b为间隙宽度。
在一种可能的实现方式中，所述第一运动方程组为：
；
所述第二运动方程组为：
。
本申请实施例实施时，因为整个理论模型主要设计的试样件轴向加速度正弦激励，所以我们在计算时也仅考虑轴向的各物理参数。根据轴向拉压刚度定义等计算出k 1 ，k 2 等参数，示例的，采用下式进行参数计算：
式中：E 1 、A 1 和L 1 分别为轴承的弹性模量、受力面积以及轴承厚度，E 2 、A 2 和L 2 分别为轴的弹性模量、受力面积以及轴总长。
在一种可能的实现方式中，所述控制方程组为：
式中，为t的时间伸缩变换且，为轴承的固有频率，为轴的固有频率，，为轴承的材料阻尼比，为轴的材料阻尼比，为所述轴承与轴的间隙接触的阻尼比。
本申请实施例实施时，对综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换可以采用以下方式进行：
对第一运动方程组来说，第一运动方程组的第一个公式可以归一化为：
进行时间伸缩变换后形成下式：
其中：为t的时间伸缩变换，为轴承的固有频率。
因，可以将上式进行进一步的依次推倒：
其中：。
对第一运动方程组来说，第一运动方程组的第二个公式可以归一化为：
其中为轴的固有频率。
其中：。
最终将第一运动方程组转换为：
同理将第二运动方程组转换为：
在一种可能的实现方式中，对所述控制方程组进行降阶处理包括：
设置降解参量；
通过所述降解参量将所述控制方程组降阶为：
。
在一种可能的实现方式中，通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数包括：
通过四阶龙格库塔法将降阶后的所述控制方程组转换为下式：
式中的步长；
为所述控制方程组的系数；
根据下式计算所述控制方程组的系数：
。
在一种可能的实现方式中，获取所述振动监测数据包括：
将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型时，所述振动监测反馈模型计算出u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 ；
将u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 作为所述振动监测数据。
本申请实施例实施时，在一个具体的示例中，获取的激励载荷参数包括：
；
而获取的物理参数包括：
将上述参数输入振动监测反馈模型后，可以计算出u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 。
在上述实施例中，为x 1 对时间的一阶导数，为x 2 对时间的一阶导数，为x 1 对时间的二阶导数，为x 2 对时间的二阶导数，为u 1 对时间的一阶导数，为u 2 对时间的一阶导数，为u 3 对时间的一阶导数，为u 4 对时间的一阶导数。
在一种可能的实现方式中，根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制包括：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了扭矩试验台振动监测反馈控制系统，包括：
构建单元，被配置为构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
转化单元，被配置为在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
归一化单元，被配位为对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
求解单元，被配位为对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
控制单元，被配置为当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，包括：
构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
2.根据权利要求1所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，所述动力理论模型中激励荷载作用于轴承上，且轴承和轴之间通过具有接触刚度和阻尼的间隙连接；
所述动力理论模型为：
式中，m 1 为轴承的总质量，m 2 为轴的质量，k 1 为轴承的刚度，c 1 为轴承的阻尼，k 2 为轴的刚度，c 2 为轴的阻尼，k 3 为轴与轴承的接触刚度，c 3 为轴与轴承之间间隙的阻尼，x 1 为整个轴加轴承的位移，x 2 为轴的位移，t为时间，为间隙处的非线性力，F为施加的激励载荷，F p 为载荷幅度，为载荷频率，b为间隙宽度；
为x 1 对时间的一阶导数，为x 2 对时间的一阶导数，为x 1 对时间的二阶导数，为x 2 对时间的二阶导数。
3.根据权利要求2所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，所述第一运动方程组为：
；
所述第二运动方程组为：
。
4.根据权利要求3所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，所述控制方程组为：
式中，为t的时间伸缩变换且，为轴承的固有频率，为轴的固有频率，，为轴承的材料阻尼比，为轴的材料阻尼比，为所述轴承与轴的间隙接触的阻尼比。
5.根据权利要求4所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，对所述控制方程组进行降阶处理包括：
设置降解参量；
通过所述降解参量将所述控制方程组降阶为：
；
式中，为u 1 对时间的一阶导数，为u 2 对时间的一阶导数，为u 3 对时间的一阶导数，为u 4 对时间的一阶导数。
6.根据权利要求5所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数包括：
通过四阶龙格库塔法将降阶后的所述控制方程组转换为下式：
式中的步长；
为所述控制方程组的系数；
根据下式计算所述控制方程组的系数：
。
7.根据权利要求6所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，获取所述振动监测数据包括：
将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型时，所述振动监测反馈模型计算出u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 ；
将u 1 ，u 2 ，u 3 和u 4 作为所述振动监测数据。
8.根据权利要求1所述的扭矩试验台振动监测反馈控制方法，其特征在于，根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制包括：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
9.使用权利要求1~8任意一项所述方法的扭矩试验台振动监测反馈控制系统，其特征在于，包括：
构建单元，被配置为构建含轴向间隙结构的试样件的动力理论模型；
转化单元，被配置为在第一情形下，将所述动力理论模型转化为第一运动方程组，在第二情形下，将所述动力理论模型转化为第二运动方程组，并将所述第一运动方程组和所述第二运动方程组合并形成分情形的综合运动方程组；所述第一情形为轴的位移与轴承的位移差大于间隙尺寸；所述第二情形为轴的位移与轴承的位移差小于或等于间隙尺寸；
归一化单元，被配位为对所述综合运动方程组进行归一化处理并进行时间伸缩变换形成控制方程组；
求解单元，被配位为对所述控制方程组进行降阶处理后通过四阶龙格库塔法进行离散和数值求解获取所述控制方程组的系数，并将系数已知的所述控制方程组作为振动监测反馈模型；
控制单元，被配置为当进行扭矩试验台试验时，获取目标试样件的物理参数和激励载荷参数，并将所述物理参数和所述激励载荷参数输入所述振动监测反馈模型；
接收所述振动监测反馈模型输出的所述目标试样件的轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度作为振动监测数据；
根据所述振动监测数据对所述扭矩试验台进行控制。
10.根据权利要求9述的扭矩试验台振动监测反馈控制系统，其特征在于，所述控制单元还被配置为：
根据所述激励载荷参数在预设的数据库中查询所述激励载荷参数对轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度的影响因子；
根据所述影响因子调整所述激励载荷参数至轴的位移、轴的加速度、轴承的位移和轴承的加速度均满足所述目标试样件的试验要求。
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