[發明專利]一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法

有效

• 申請號: 201911355502.5
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111024214B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 詹小斌;姜乾坤;李必然;李錫文
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01H13/00
• 分類號: G01H13/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1在聲共振混合機運行過程中，采集聲共振混合機混合容器部分的實時加速度信號以及聲共振混合機電機轉動的脈沖數；

S2對所述混合容器部分的實時加速度信號進行濾波和積分處理，得到位移信號，根據電機的相位差以及所述脈沖數計算聲共振混合機的激振力；

S3根據所述位移信號和激振力構建位移信號和激振力的頻響函數模型，提取該頻響函數模型的m個模態參數，并輸出該頻響函數模型的曲線圖；

S4構建模態參數擬合模型，任意選取m-1個模態參數輸入模態參數擬合模型得到模態參數擬合曲線，將模態參數擬合曲線和頻響函數模型的曲線圖進行方差處理，得到模態參數擬合曲線和響函數模型的曲線圖的方差值；

S5重復步驟S4，直至遍歷m個模態參數，從而獲取m個方差值，剔除方差值最小的模態參數擬合曲線中未選取的模態參數；

S6令m＝m-1，若m＞N，則重復步驟S4和S5，直至m＝N，其中N為聲共振混合機運行過程中的自由度數，獲取聲共振混合機運行過程中的N個真實模態參數；若m＝N，則結束迭代計算，獲取聲共振混合機運行過程中的N個真實模態參數，然后根據所需頻帶從該N個真實模態參數中確定所需聲共振混合機運行過程中的固有頻率。

2.根據權利要求1所述的一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，其特征在于，步驟S2中對所述混合容器部分的實時加速度信號進行濾波和積分處理具體包括以下步驟：

采用一階RC低通濾波模型對所述混合容器部分的實時加速度信號進行低通濾波處理；然后采用一階RC高通濾波模型對經低通濾波處理后的實時加速度信號進行高通濾波處理；接著，對經高通濾波處理后的實時加速度信號進行積分，從而獲取速度信號；最后對所述速度信號進行處理，得到位移信號。

3.根據權利要求2所述的一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，其特征在于，所述一階RC低通濾波模型為：

Y(n)＝a·X(n)+(1-a)·Y(n-1)

所述一階RC高通濾波模型為：

Y’(n)＝a·[X(n)-X(n-1)]+a·Y(n-1)

其中，X(n)為實時加速度信號；Y(n-1)為第n-1次的濾波輸出值；a為濾波系數；Y(n)為第n次的濾波輸出值。

4.根據權利要求1所述的一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，其特征在于，步驟S3中根據所述位移信號和激振力構建位移信號和激振力的頻響函數模型具體包括以下步驟：

S311計算激振力的自功率譜：

其中，G_FF為激振力的自功率譜；P為采集的實時加速度信號的個數；F_i為第i個實時激振力的離散傅里葉變換；為F_i的共軛；

S312計算位移信號的互功率譜：

其中，G_XF為位移信號與激振力的互功率譜；X_i為第i個位移信號的離散傅里葉變換；

S313構建位移信號和激振力的頻響函數模型：

其中，H₁為位移信號和激振力的頻響函數模型。