[發明專利]一種基于諧波小波的磁懸浮轉子動不平衡位移檢測方法

有效

• 申請號: 202110316883.7
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112945165B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 王志強;蘇森;韓坤
• 申請（專利權）人: 華馳動能（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;H02N15/00;G06F17/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種基于諧波小波的磁懸浮轉子動不平衡位移檢測方法，其特征在于：主要包括以下步驟：

步驟(1)磁懸浮轉子徑向位移獲取與預處理；

步驟(2)根據轉子實時角頻率ω進行諧波窗的設計；

步驟(3)用步驟(2)中所設計的諧波窗對步驟(1)中的磁懸浮轉子徑向位移差的頻譜進行諧波小波濾波處理，得到轉子徑向位移差的初次濾波頻譜；

步驟(4)對步驟(3)中的轉子徑向位移差的初次濾波頻譜進行無偏估計閾值濾波，得到轉子徑向位移差的二次濾波頻譜；

步驟(5)對步驟(4)中的轉子徑向位移差的二次濾波頻譜進行離散傅立葉反變換，獲得磁懸浮轉子動不平衡位移。

2.根據權利要求1所述的基于諧波小波的磁懸浮轉子動不平衡位移檢測方法，其特征在于，所述步驟(1)磁懸浮轉子徑向位移獲取與預處理；具體包括：

在5自由度磁懸浮轉子系統中，在磁懸浮轉子a、b兩端對稱安裝2組徑向位移傳感器，其中a端為1組，b端為1組；a端組的徑向位移傳感器采用2對共4個探頭，它們沿圓周均勻分布于徑向位移傳感器上，其中1對徑向位移傳感器探頭檢測a端x方向上的轉子位移x_a，另外1對徑向位移傳感器探頭檢測a端y方向上的轉子位移y_a；b端組的徑向位移傳感器采用2對共4個探頭，它們沿圓周均勻分布于徑向位移傳感器上，其中1對徑向位移傳感器探頭檢測b端x方向上的轉子位移x_b，另外1對徑向位移傳感器探頭檢測b端y方向上的轉子位移y_b；通過處理器控制AD轉換器對x_a、y_a、x_b、y_b以頻率f_s進行采樣，得到a端x方向、a端y方向、b端x方向、b端y方向上的轉子徑向位移離散輸入序列依次分別為：x_a(i)、y_a(i)、x_b(i)、y_b(i)，其中i＝0,1,…,N-1；N＝K·M是采樣點數，K為大于等于2的整數，ω為轉子實時角頻率，[]表示取整；令：

依次分別為a端x方向、a端y方向、b端x方向、b端y方向轉子徑向位移差值的離散輸入序列；

然后對以上徑向位移差值的離散輸入序列進行離散傅立葉變換得到對應的a端x方向、a端y方向、b端x方向、b端y方向轉子徑向位移差的頻譜依次為：

其中，k＝0,1,…,N-1，j為虛數單位。

3.根據權利要求2所述的基于諧波小波的磁懸浮轉子動不平衡位移檢測方法，其特征在于：步驟(2)所述的諧波窗的設計，主要包括諧波窗函數、中心頻率和帶寬，其中

中心頻率為：

窗口帶寬為：f_w＝s·f_s/N，s為大于等于2的偶數；

諧波窗函數為：

ω為轉子實時角頻率，[]表示取整；

f_s為采樣頻率。

4.根據權利要求3所述的基于諧波小波的磁懸浮轉子動不平衡位移檢測方法，其特征在于：步驟(3)中所述的諧波小波濾波處理，其方法為：

W_abx(k)、W_bax(k)、W_aby(k)、W_bay(k)依次分別為a端x方向、b端x方向、a端y方向、b端y方向轉子徑向位移差的初次濾波頻譜，又表示為W_j，其中j＝abx,bax,aby,bay。