[發明專利]基于單個葉端定時傳感器的葉片固有頻率識別方法

有效

• 申請號: 202110702529.8
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113504310B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 楊志勃;曹佳輝;陳雪峰;李浩琪;王增坤;田紹華;楊來浩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/44;G01M13/00;G01H17/00;G06F17/16;G06F17/14
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于單個葉端定時傳感器的葉片固有頻率識別方法，所述方法包括以下步驟：

第一步驟S1中，利用1個葉端定時傳感器獲取旋轉葉片的實際到達時間，并根據旋轉葉片的轉速和葉片長度，理論到達時間和實際到達時間之差轉換為葉端的位移數據，其中，

單個葉端定時傳感器收取每個葉片的到達時刻，并根據葉片的轉速和葉片長度將理論到達和實際到達時間差轉換為葉端的位移數據，表達式如下：

，

其中，

表示第個葉片在第圈的實際到達時間與理論到達時間之差，

表示第個葉片在第圈時刻葉端的位移數據，

其中，

，

其中，

表示第個葉片在第圈的實際到達時間，

表示以轉速傳感器安裝位置為基準，第個葉片的角度，

表示以轉速傳感器安裝位置為基準，第個葉端定時傳感器的角度，

_j為轉速；

第二步驟S2中，選擇同轉速下且相同葉片長度的編號為和的兩個旋轉葉片的葉端的位移數據向量和；

第三步驟S3中，截取所述位移數據向量和并去均值后，進行如下點乘得到相乘后的乘積向量：

，

其中，

為第i個葉片和第j個葉片位移數據進行組合分析時，截取的第i個葉片的葉端的位移數據向量，

表示第i個葉片和第j個葉片位移數據進行組合分析時，截取的第i個葉片的葉端的位移數據向量的平均值，

表示第i和j個葉片位移的乘積向量；

第四步驟S4中，對乘積向量離散傅里葉變換以及繪制幅頻圖，從所述幅頻圖中提取出兩個葉片固有頻率之和的混疊后的頻率成分，以及兩個葉片固有頻率差頻成分，其中，

幅頻圖中幅值最高的兩個分量的對應頻率為和，

表示葉片i和j的固有頻率之和的混疊后的頻率成分；

第五步驟S5中,根據葉片固有頻率范圍，基于所述混疊后的頻率成分以及固有頻率差頻成分反推出葉片和的固有頻率的估計值；

第六步驟S6中：對所有葉片進行兩兩組合，得到種不同的組合，對每一種組合重復步驟S2至步驟S5得到所有葉片的固有頻率估計值，其中每一個葉片的固有頻率都有個估計值，根據預定頻率誤差容限進行聚類得到頻率估計類，對頻率估計類求取平均值以得到葉片的固有頻率，其中，為葉盤中的葉片數；

其中，

葉片的旋轉過程為預定加速度的升速、減速過程或者勻速過程，在旋轉過程中使用周向均布的氣嘴噴氣模擬氣體激勵；

對于升速或減速過程，選取兩個葉片位移中的一個位移共振峰附近的位移序號區間的位移數據，在另一個葉片位移中選取相同位移序號區間的位移數據，采樣頻率近似等于平均轉速，，其中為所截取的位移數據長度，為第個點對應的轉速；

且，第五步驟S5中，葉片和的固有頻率和滿足：

，，其中Z表示整數集合，

葉片固有頻率范圍，得到：

，

由不等式則可確定的值，并估計出葉片和固有頻率之和，然后計算得到葉片和固有頻率和：

。