[發明專利]一種三點法回轉誤差分離過程中傳感器噪聲信號抑制方法

在審

• 申請號: 201610194487.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105783843A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 章云;魏喬;張文波
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 何銳

本發明提供了一種三點法回轉誤差分離過程中傳感器噪聲信號抑制方法。首先，合理設計傳感器安裝夾角進行信號采集，并構造受到噪聲信號干擾后的三點法中傳感器組合信號頻域表達式；其次，建立轉子真實輪廓信號與受到噪聲干擾后分離所得到輪廓信號的誤差模型，進而分析得出噪聲信號在分離過程中的傳遞函數；最后，根據得到的傳遞函數構建優化目標函數，并用基于坐標輪換的和聲搜索算法對其進行優化求解。本發明將三點法回轉誤差分離過程中的傳感器噪聲信號抑制問題轉換為目標函數優化問題，通過對噪聲信號的傳遞函數進行優化，有效地將噪聲信號的各階頻率成分都予以抑制，提高了回轉誤差分離精度。

技術領域

本發明屬于傳感器噪聲處理技術領域，特別涉及一種三點法回轉誤差分離過程中傳感器噪聲信號抑制方法，該方法可有效抑制傳感器噪聲在分離過程中對轉子輪廓信號的干擾，從而提高了轉子回轉信號的測試精度，在工業生產中的噪聲處理領域具有較好的應用前景。

背景技術

誤差分離技術(Error Separation Technique)旨在從徑向跳動中將被測對象的圓度輪廓誤差與回轉誤差分離。多點法能在不影響機床主軸加工的前提下進行主軸回轉誤差測試，傳感器一次安裝完畢后，就不需再次調整，很容易實現自動化處理，適用于現代化監控系統集成。目前，應用最廣、發展最成熟的多點法誤差分離系統多采用三個傳感器，即所謂的三點法(Three Point Method)。其他常見的如兩點法、四點法以及混合多點法等，從本質上都可以看作是三點法的演化。自1966年日本學者首次提出了全部采用線位移傳感器的三點法誤差分離技術后，迄今它已成為最廣泛使用的誤差分離技術。

由于工業現場的復雜工況、強電磁等因素的干擾，傳感器信號中往往混入頻率成分較為復雜的噪聲干擾信號，而三點法的數據處理環節容易發生諧波抑制現象，若處理不當，噪聲干擾信號的負面作用將會放大，直接影響最終的誤差分離結果。因此，需要采取一定的措施消除或減小其對分離結果的影響。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的缺點，提出一種新的傳感器噪聲抑制的方法，使其有效地減小三點法回轉誤差分離過程中噪聲的影響，提高信號分離精度。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種三點法回轉誤差分離過程中傳感器噪聲信號抑制方法，包括下述步驟：

步驟一、沿測試基準圓周上布置i個測頭Si，其中i＝1,2,3，各傳感器測頭與x軸的夾角分別為建立受到噪聲信號δ干擾影響后的三點法中傳感器組合信號頻域表達式：

其中，n為頻域離散值序號，且n＝0,1,2,...,N-1，N為采樣點數；R(ωn)為測試截面輪廓信號r(kΔθ)的頻域表達式，П(ωn)為噪聲信號δ的頻域表達形式，可表示為：