[發明專利]高速旋轉葉片自動同步定位方法及裝置

無效

• 申請號: 201110378095.7
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102506942A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 段發階;葉德超;李揚宗;郭浩天;歐陽濤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種高速旋轉葉片自動同步定位方法，其特征是，包括下列步驟：

設待測量轉子葉片數為N，測量得到的轉子N個相鄰葉片夾角組成{θ}序列，{θ}＝(θ₀，θ₁，…，θ_i，…，θ_N-1)，i為設定的葉片號，當i大于等于1時，θ_i為第i號葉片與第i-1號葉片之間夾角，θ₀為0號葉片與第N-1號葉片的夾角，將序列{θ}作為匹配模板；

設非接觸傳感器不斷輸出有效信號序列{V}，{V}＝(V₀，V₁，…，V_k，…)，k為正整數，將{V}傳輸至高精度葉尖定時模塊，得到葉片到達時間序列{t}，{t}＝(t₀，t₁，…，t_k，…)；

采用信號處理模塊將時間序列{t}轉化為當前葉片與前一通過傳感器葉片的夾角序列則{V}與一一對應；

將模板{θ}在序列按照相關匹配算法計算相關系數，采用相關系數最大原則，通過遍歷尋找最優匹配點，若匹配后θ_i對應序列中的則對應第i號葉片，從而{V}中的V_k信息就是屬于i號葉片，以此類推，V_k+1對應第i+1號葉片，依次匹配完成所有測量信息的自動葉片定位。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，信號處理模塊將時間序列{t}轉化為夾角序列的過程通過如下兩種方式實現：

(1)設葉片到達時間序列為{t}＝(t₀，t₁，…，t_k，…)，且高速旋轉狀態下，相鄰周期內轉子旋轉周期T基本不變，則取t_k前一圈數據進行計算得T＝t_k-1-t_k-1-N，因此或者：

(2)若取t_k前n個周期數據計算得T＝(t_k-1-t_k-1-nN)/n，因此

3.如權利要求1所述的方法，其特征是，匹配模板{θ}通過兩種方法獲取：

一是采用專用角度測量設備如角度測量儀測量各個葉片間相互夾角按照葉片編號組成序列{θ}；或者：

二是人工盤車，識別出葉片號與測量系統所用非接觸傳感器輸出信號的相互對應關系，再通過葉尖定時模塊與信號處理模塊獲得角度序列取中某一周期或多個周期數據平均值按照葉片編號順序排列即組成序列{θ}。

4.如權利要求1所述的方法，其特征是，尋找最優匹配點時，在數據后依次取序列中連續M個數組成子序列其中m＝0，1，2，...M-1，M≥N，取相關系數為目標函數，當M＞2N時，定義目標函數J(m)：

當M＜2N時，定義目標函數J(m)：

其中(m+j)％N表示m+j除以N取余數；

令目標函數最大求得最優m值，此時模板與測量信號序列達到最優匹配，則對應0號葉片，同理，對應1號葉片，以此類推。

5.一種高速旋轉葉片自動同步定位裝置，其特征是，包括：

非接觸傳感器，測得葉片到達信號；

高精度葉尖定時模塊，接收非接觸傳感器輸出信號，得到葉片到達時間序列{t}；

信號處理模塊，用于進行算法轉換得到夾角序列

匹配模塊，用于尋找最優匹配點實現葉片的同步定位。