一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法技术

本发明专利技术属于多相流混合特性领域，并具体公开了一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法。所述方法包括：采集声共振混合机混合容器部分的实时加速度信号以及声共振混合机电机转动的脉冲数，以此得到位移信号和激振力；根据位移信号和频响函数模型，提取该频响函数模型的m个模态参数，并输出该频响函数模型的曲线图；构建模态参数拟合模型，任意选取m‑1个模态参数输入模态参数拟合模型得到模态参数拟合曲线，将模态参数拟合曲线和频响函数模型的曲线图进行方差处理，并根据该方差值最小的模态参数拟合曲线中的m‑1个模态参数进行虚假模态参数剔除，以此获取真实模态参数。本发明专利技术得所计算的结果能够真实的反应声共振混合机的固有频率。

A real-time method to obtain the natural frequency of the acoustic resonance mixer in operation

【技术实现步骤摘要】
一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法
本专利技术属于多相流混合特性领域，更具体地，涉及一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法。
技术介绍
声共振混合机与传统混合机相比，具有混合时间短、效率高、安全性高等优点，对于高粘度物料、大分子量材料、高价值粉末物料，以及具有危险性的物料而言，其优点更加明显。声共振混合机主要是利用了设备在共振点处运行时具有功耗较低、混合强度较高的特点，所以共振点的识别对于声共振混合机尤为重要。现有声共振混合机对于系统固有频率的识别主要是采用以下两种方法来实现的：第一种方法，在设备启动阶段对系统进行扫频，识别出系统的固有频率，而后在运行过程中认为此系统的固有频率近似保持不变，并以此作为系统的控制参数；第二种方法，仍在设备启动阶段对系统进行扫频，但在后面的运行过程中，以系统在共振点处的特征为目标，对系统进行连续调节。实际上，在混合过程中，混合锅内物料的阻尼变化，以及物料的溅起等，会导致系统的固有频率在时刻发生微小变化。特别是当有成团的物料溅起时，系统固有频率的变化会对设备运行产生较为明显的影响，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1在声共振混合机运行过程中，采集声共振混合机混合容器部分的实时加速度信号以及声共振混合机电机转动的脉冲数；/nS2对所述混合容器部分的实时加速度信号进行滤波和积分处理，得到位移信号，根据电机的相位差以及所述脉冲数计算声共振混合机的激振力；/nS3根据所述位移信号和激振力构建位移信号和激振力的频响函数模型，提取该频响函数模型的m个模态参数，并输出该频响函数模型的曲线图；/nS4构建模态参数拟合模型，任意选取m-1个模态参数输入模态参数拟合模型得到模态参数拟合曲线，将模态参数拟合曲线和频响函数模型的曲线图进行方差...

【技术特征摘要】
1.一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1在声共振混合机运行过程中，采集声共振混合机混合容器部分的实时加速度信号以及声共振混合机电机转动的脉冲数；
S2对所述混合容器部分的实时加速度信号进行滤波和积分处理，得到位移信号，根据电机的相位差以及所述脉冲数计算声共振混合机的激振力；
S3根据所述位移信号和激振力构建位移信号和激振力的频响函数模型，提取该频响函数模型的m个模态参数，并输出该频响函数模型的曲线图；
S4构建模态参数拟合模型，任意选取m-1个模态参数输入模态参数拟合模型得到模态参数拟合曲线，将模态参数拟合曲线和频响函数模型的曲线图进行方差处理，得到模态参数拟合曲线和响函数模型的曲线图的方差值；
S5重复步骤S4，直至遍历m个模态参数，从而获取m个方差值，剔除方差值最小的模态参数拟合曲线中未选取的模态参数；
S6令m＝m-1，若m＞N，则重复步骤S4和S5，直至m＝N，其中N为声共振混合机运行过程中的自由度数，获取声共振混合机运行过程中的N个真实模态参数；若m＝N，则结束迭代计算，获取声共振混合机运行过程中的N个真实模态参数，然后根据所需频带从该N个真实模态参数中确定所需声共振混合机运行过程中的固有频率。


2.根据权利要求1所述的一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法，其特征在于，步骤S2中对所述混合容器部分的实时加速度信号进行滤波和积分处理具体包括以下步骤：
采用一阶RC低通滤波模型对所述混合容器部分的实时加速度信号进行低通滤波处理；然后采用一阶RC高通滤波模型对经低通滤波处理后的实时加速度信号进行高通滤波处理；接着，对经高通滤波处理后的实时加速度信号进行积分，从而获取速度信号；最后对所述速度信号进行处理，得到位移信号。


3.根据权利要求2所述的一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法，其特征在于，所述一阶RC低通滤波模型为：
Y(n)＝a·X(n)+(1-a)·Y(n-1)
所述一阶RC高通滤波模型为：
Y’(n)＝a·[X(n)-X(n-1)]+a·Y(n-1)
其中，X(n)为实时加速度信号；Y(n-1)为第n-1次的滤波输出值；a为滤波系数；Y(n)为第n次的滤波输出值。


4.根据权利要求1所述的一种实时获取声共振混合机运行过程中固有频率的方法，其特征在于，步骤S3中根据所述位移信号和激振力构建位移信号和激振力的频响函数模型具体包括以下步骤：
S311计算激振力的自功率谱：



其中，GFF为激振力的自功率谱；N为采集的实时加速度信号的个数；Fi为第i个实时激振力的离散傅里叶变换；为Fi的共轭；
S312计算位移信号的互功率谱：



其中，GXF为位移信号与激振力的互功率谱；Xi为第i个位移信号的离散傅里叶变换；
S313构建位移信号和激振力的频响函数模型：



其中，H1为位移信号和激振力的频响函数模型。


5.根据权利要求1所述的一种实时获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹小斌，姜乾坤，李必然，李锡文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42