【技术实现步骤摘要】
本方面涉及动力机械和信号处理领域，具体是一种精确识别发动机振动信号的频 率、幅值、相位方法，应用于发动机激励力识别。
技术介绍
目前发动机的激励力主要是通过刚体动力学模型计算得到，在计算中考虑的主要 因素是气缸内气体爆炸力、旋转惯性力和往复惯性力所产生的激励。这种方法的主要缺点 是需要获得精确的参数，而有些参数的精确获得是很困难的，如气体爆炸引起的侧倾力矩 等。另一方面，在实际情况中，发动机总是与许多附件相连的，而理论计算公式通常并没有 考虑发动机与这些附件的耦合，这必然会造成计算结果与工程实际有一定的偏差，而且有 些情况下偏差会很大。在实际的工程应用中，通过实验的方法获取发动机激励力为广大学者所研究，这 是一个典型的求逆问题，通常是采用频响函数矩阵求逆法。但是在发动机的振动控制问题 中，需要的是发动机质心处的等效力和等效力矩，由于无法直接在质心处施加激励，也无法 直接获得质心处的响应来应用互易性法，因此无法测得传递函数，导致频响函数矩阵求逆 法在发动机激励力测量中无法直接使用。另一方面，对发动机质心处的激励力测量来说，频 响函数矩阵求逆法相对来说太复杂。国外的学者J. S.TAO，G.R.LIU and K. Y. LAM等提出了一种测量发动机质心处 激励力的方法(J. S. TAO，G. R. LIU and K. Y. LAM 于 2001 在期刊《Journal of Sound and Vibration》上发表的文章《Excitation force identification of an engine with velocity data...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
应用改变窗长相位差校正法的发动机激励力测量方法，其特征在于包括如下步骤(1)坐标系建立与相关参数收集利用发动机转动惯量实验台，测试出发动机质量m，发动机质心O，以O为原点建立坐标系O XYZ，Y轴正向指向曲轴自由端，Z轴正向竖直向上，按右手定则确定X轴正向；再利用发动机转动惯量实验台测试出发动机绕坐标系X轴的转动惯量Jx、Y轴的转动惯量Jy、Z轴的转动惯量Jz、发动机对X轴和Y轴的惯性积Jxy、对Y轴和Z轴的惯性Jyz、对Z轴和X轴的惯性Jzx，组成发动机质量矩阵M；(2)获取悬置复刚度矩阵将发动机通过悬置支撑在发动机试验台架；确定发动机悬置个数h，h＝3或h＝3；在发动机的坐标系O XYZ中，按照X方向由大到小的顺序给悬置标号，定义为第一悬置、第二悬置、…第h悬置，用弹性体测试系统对各悬置的复刚度特性进行测试，获得第一悬置的复刚度第二悬置的复刚度…第h悬置的复刚度组成悬置复刚度矩阵K*＝[K*1 K*2 …K*h ]；(3)安装传感器在发动机缸体表面或者悬置点的不同测试点上，安装L个三向加速度传感器，L≥3，每个测试点安装一个三向加速度传感器；传感器连接数据采集器，数据采集器连接便携式计算机；在发动机的坐标系O XYZ中，按照X方向由大到小的顺序确定三向加速度传感器的坐标分别为[x1 y1 z1]、[x2 y2 z2]、…、[xL yL zL]；(4)在发动机试验台架上，设定发动机以正常工作转速w运行，待工况稳定后，在10s～30s内的采集时间，通过数据采集器采集和同步记录各测试点的X轴正向、Y轴正向和Z轴正向的振动加速度信号X1n、X2n…XLn；Y1n、Y2n…YLn；Z1n、Z2n…ZLn；其中X1n为第一测试点X轴正向采集的具有n个点的振动加速度信号序列，XLn为第L测试点X轴正向采集的n个点的振动加速度信号序列，Y1n为第一测试点Y轴正向采集的n个点的振动加速度信号序列，XLn第L测试点Y轴正向采集的n个点的振动加速度信号序列；Z1n为第一测试点Z轴正向采集的n个点的振动加速度信号序列，ZLn第L测试点Z轴正向采集的n个点的振动加速度信号序列；采样频率fs，采样点数N表示离散序列包含的数据点个数，其中n＝0、1、…、N 1，要求fs＝N＝2p，P＝9或10，频率分辨率Δf＝fs/N＝1；(5)根据公式测量发动机激励力，其中激励力F(f)是指发动机在转速w第η谐次激励频率f下，发动机X轴正向的激励力Fx(f)、绕X轴的激励转矩Mx(f)、Y轴方向的激励力Fy(f)、绕Y轴的激励转矩My(f)、Z轴方向的激励力Fz(f)、绕Z轴的激励转矩Mz(f)；K*＝[K*1 K*2 …K*h] <mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><mi>m</mi> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd></mtr><mtr> <mtd> </mtd> <mtd><mi>m</mi> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd></mtr><mtr> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd><mi>m</mi> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd></mtr><mtr> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd><msub> <mi>J</mi> <mi>x</mi></msub> </mtd> <mtd><mo>-</mo><msub> <mi>J</mi> <mi>xy</mi></msub> </mtd> <mtd><mo>-</mo><msub> <mi>J</mi> <mi>zx</mi></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd> </mtd> <mtd><mo>-</mo><msub> <mi>J</mi> <mi>xy</mi></msub> </mtd> <mtd><msub> <mi>J</mi> <mi>y</mi></msub> </mtd> <mtd><mo>-</mo><msub> <mi>J</mi> <mi>yz</mi></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd> </mtd> <mtd> 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【专利技术属性】
技术研发人员：杨志坚，丁康，王永胜，张绍辉，李魏华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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