[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

本發明屬于多相流混合特性領域，并具體公開了一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法。所述方法包括：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，以此得到位移信號和激振力；根據位移信號和頻響函數模型，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；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，并根據該方差值最小的模態參數擬合曲線中的m?1個模態參數進行虛假模態參數剔除，以此獲取真實模態參數。本發明得所計算的結果能夠真實的反應聲共振混合機的固有頻率。

技術領域

本發明屬于多相流混合特性領域，更具體地，涉及一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法。

背景技術

聲共振混合機與傳統混合機相比，具有混合時間短、效率高、安全性高等優點，對于高粘度物料、大分子量材料、高價值粉末物料，以及具有危險性的物料而言，其優點更加明顯。聲共振混合機主要是利用了設備在共振點處運行時具有功耗較低、混合強度較高的特點，所以共振點的識別對于聲共振混合機尤為重要。

現有聲共振混合機對于系統固有頻率的識別主要是采用以下兩種方法來實現的：第一種方法，在設備啟動階段對系統進行掃頻，識別出系統的固有頻率，而后在運行過程中認為此系統的固有頻率近似保持不變，并以此作為系統的控制參數；第二種方法，仍在設備啟動階段對系統進行掃頻，但在后面的運行過程中，以系統在共振點處的特征為目標，對系統進行連續調節。實際上，在混合過程中，混合鍋內物料的阻尼變化，以及物料的濺起等，會導致系統的固有頻率在時刻發生微小變化。特別是當有成團的物料濺起時，系統固有頻率的變化會對設備運行產生較為明顯的影響，從而導致設備在運行過程中出現不穩定的情況，當混合較為劇烈時出現這種情況甚至會對設備造成極大的損壞以及威脅到操作人員的人身安全。

因此，本領域亟待提出一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，使得所計算的結果能夠真實的反應聲共振混合機的固有頻率，進而能有效控制聲共振混合機根據所得固有頻率控制設備運行，達到維持設備始終在共振點處穩定運行的目的。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，其中結合聲共振混合機運行過程中的自身的特征及其固有頻率的實時計算方法的特點，相應的聲共振混合機運行過程中的固有頻率和混合容器內物料的阻尼變化等導致聲共振混合機在運行過程中出現不穩定的情況進行了分離，即提取了聲共振混合機在運行過程中的真實模態和虛假模態，并剔除其中的虛假模態，根據其真實模態來構建和獲取聲共振混合機的固有頻率。本發明使得所計算的結果能夠真實的反應聲共振混合機的固有頻率，進而能有效控制聲共振混合機根據所得固有頻率控制設備運行，達到維持設備始終在共振點處穩定運行的目的。

為實現上述目的，本發明提出了一種實時獲取聲共振混合機運行過程中固有頻率的方法，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；