一種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工程上一種測(cè)量方法，尤其涉及針對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的，一種設(shè)備對(duì)安裝基 座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工程上，往往需要設(shè)備作用在基座上的激勵(lì)源作為結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲仿真預(yù)報(bào)的輸 入，但由于實(shí)際設(shè)備及其安裝環(huán)境的復(fù)雜性，在不拆裝設(shè)備的情況下設(shè)備對(duì)基座的作用力 難以直接測(cè)量得到。傳統(tǒng)的方式是采用力環(huán)傳感器直接測(cè)量，但力環(huán)傳感器的安裝會(huì)改變 設(shè)備的安裝方式，涉及對(duì)測(cè)量力數(shù)值修正量的確定，導(dǎo)致測(cè)量誤差較大，并且考慮到實(shí)際設(shè) 備安裝環(huán)境的復(fù)雜性，考慮到大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)拆裝困難，直接測(cè)量方法不易實(shí)現(xiàn)。實(shí)際工程上 往往采用間接方法進(jìn)行測(cè)量，卻極少考慮到安裝設(shè)備對(duì)隔振器及安裝基座原點(diǎn)及傳遞阻抗 的影響。采用測(cè)量基座響應(yīng)間接估算設(shè)備作用在安裝基座上的激勵(lì)力十分重要。
[0003] 根據(jù)激勵(lì)力的不同形式，可分別在時(shí)域、頻域、模態(tài)域開(kāi)展力源識(shí)別，對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī) 械，導(dǎo)致設(shè)備對(duì)基座的激勵(lì)具有明顯的周期性，比較適合在頻域開(kāi)展力源識(shí)別。而奇異分解 后的直接求逆法會(huì)由于小奇異值對(duì)解的影響導(dǎo)致解在低頻振蕩嚴(yán)重，所以本發(fā)明采用截?cái)?奇異值方法對(duì)解進(jìn)行優(yōu)化處理。
[0004] 雖然有一些與本文章的相關(guān)的公開(kāi)報(bào)告，但有關(guān)基于截?cái)嗥娈愔捣ㄓ?jì)算設(shè)備作用 在基座上激勵(lì)力的間接方法的公開(kāi)報(bào)告非常少。這些相關(guān)報(bào)告主要有，1.機(jī)械設(shè)備振動(dòng)特 性測(cè)量方法研宄。2.不同安裝環(huán)境下機(jī)械設(shè)備振動(dòng)激勵(lì)特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系研宄。其中文獻(xiàn) 1提出的間接力估算技術(shù)的傳遞函數(shù)是在設(shè)備未安裝的情況下測(cè)量基座上隔振器安裝點(diǎn)到 基座響應(yīng)點(diǎn)間的傳遞函數(shù)，未考慮安裝設(shè)備對(duì)基座導(dǎo)納測(cè)量的影響，導(dǎo)致傳遞函數(shù)與實(shí)際 偏差較大。文獻(xiàn)2中引用有效導(dǎo)納和自由速度的概念，建立設(shè)備激勵(lì)力的轉(zhuǎn)換關(guān)系，但需要 測(cè)量設(shè)備的自由速度后將設(shè)備安裝在不同安裝環(huán)境下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)單、可控性高的，設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接 測(cè)量方法。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法，包括以下幾個(gè)步驟，
[0008] 步驟一：將被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳安裝在安裝基座上；
[0009] 步驟二：用激振錘依次敲擊安裝基座上的五個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)，加速度傳感器采集四個(gè) 機(jī)腳上的加速度響應(yīng)信號(hào)，對(duì)加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行加窗及傅里葉變換處理，得到設(shè)備機(jī)腳 到安裝基座響應(yīng)測(cè)點(diǎn)間頻域上的傳遞函數(shù)：
[0010] Η(ω) = SxY(t〇)/Sxx(t〇)
[0011] 其中Sxy(O)為激勵(lì)與響應(yīng)間的互譜，Sxx(O)為激勵(lì)的自譜；
[0012] 步驟三：被測(cè)設(shè)備工作，記錄安裝基座上每個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)處加速度傳感器的加速度 響應(yīng)信號(hào)，對(duì)加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行加窗及傅里葉變換得到頻域上的加速度響應(yīng)b ( ω ); [0013] 步驟四：根據(jù)頻域中激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系：H(O)F(Q) = Μω)，對(duì)每個(gè)頻率ω 對(duì)應(yīng)下傳遞函數(shù)Η(ω)進(jìn)行奇異值分解，Η(ω) =UXSXVt，其中VtS V的共軛轉(zhuǎn)置， U為5X4階正交矩陣，V為4X4階正交矩陣，滿足UtU = VtV = I，S是對(duì)角矩陣S = diag( σ 1; σ 2, σ 3, σ 4)，σ $ H的奇異值且〇ι彡O2彡〇3彡σ4彡〇,對(duì)傳遞函數(shù)Η(ω) 求廣義逆Η+(ω) = [V][S] + [U]H，從而得到作用在安裝基座上的激勵(lì)力的奇異分解式為；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法，其特征在于：包括w下幾個(gè)步驟， 步驟一：將被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳安裝在安裝基座上； 步驟二；用激振鍵依次敲擊安裝基座上的五個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)，加速度傳感器采集四個(gè)機(jī)腳 上的加速度響應(yīng)信號(hào)，對(duì)加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行加窗及傅里葉變換處理，得到設(shè)備機(jī)腳到安 裝基座響應(yīng)測(cè)點(diǎn)間頻域上的傳遞函數(shù)： H( ? ) =SxY( ? )/Sxx( ? ) 其中Sc(w)為激勵(lì)與響應(yīng)間的互譜，Sxx(w)為激勵(lì)的自譜； 步驟被測(cè)設(shè)備工作，記錄安裝基座上每個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)處加速度傳感器的加速度響應(yīng) 信號(hào)，對(duì)加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行加窗及傅里葉變換得到頻域上的加速度響應(yīng)b(?); 步驟四：根據(jù)頻域中激勵(lì)與響應(yīng)的關(guān)系出（w)F(w) =b(w),對(duì)每個(gè)頻率〇對(duì) 應(yīng)下傳遞函數(shù)H(W)進(jìn)行奇異值分解，H(W) =UXSXyT，其中yT為V的共輛轉(zhuǎn)置， U為5X4階正交矩陣，V為4X4階正交矩陣，滿足fU=yTy=I，S是對(duì)角矩陣S= diag(0。02,03,04)，0i為H的奇異值且00000,對(duì)傳遞函數(shù)HO) 求廣義逆H+(?) = [v][sr扣]H，從而得到作用在安裝基座上的激勵(lì)力的奇異分解式為；
其中n=4為激勵(lì)力的數(shù)目； 步驟五：采用L曲線法確定一個(gè)闊值a，當(dāng)某一個(gè)奇異值小于闊值a時(shí)，將激勵(lì)力的 奇異分解式中I/Oi置為零，但是當(dāng)全部的奇異值都小于闊值時(shí)，最大的奇異值用闊值代 替，得到設(shè)備機(jī)對(duì)安裝基座的激勵(lì)力：
式中k為奇異值的截?cái)帱c(diǎn)，F(xiàn)(?)為4X1的矩陣，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)作用在安裝基座上的 激勵(lì)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法，其特征在于： 所述的將被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳彈性安裝在安裝基座上，被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳通過(guò)四個(gè)阻抗 特性已知的隔振器彈性安裝在安裝基座上，設(shè)備機(jī)腳通過(guò)隔振器對(duì)安裝基座的激勵(lì)力為：
其中Yi2(W)為隔振器的傳遞導(dǎo)納，Y22(W)為隔振器下端原點(diǎn)導(dǎo)納，Y33(W)為基座上 隔振器安裝點(diǎn)處的原點(diǎn)導(dǎo)納。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法，其特征在于： 所述的將被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳剛性安裝在安裝基座上，設(shè)備機(jī)腳對(duì)安裝基座的激勵(lì)力為：
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種設(shè)備對(duì)安裝基座激勵(lì)力的間接測(cè)量方法。包括以下步驟：將被測(cè)設(shè)備的四個(gè)機(jī)腳安裝在安裝基座上；用激振錘依次敲擊安裝基座上的五個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)，得到設(shè)備機(jī)腳到安裝基座響應(yīng)測(cè)點(diǎn)間頻域上的傳遞函數(shù)；被測(cè)設(shè)備工作，記錄安裝基座上每個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)處加速度傳感器的加速度響應(yīng)信號(hào)，得到加速度響應(yīng)b(ω)；對(duì)傳遞函數(shù)H(ω)進(jìn)行奇異值分解，得到作用在安裝基座上的激勵(lì)力的奇異分解式；基于截?cái)嗥娈愔捣椒ㄍ瞥鲈O(shè)備對(duì)基座的激勵(lì)力。本發(fā)明可在不拆卸設(shè)備的情況下進(jìn)行間接測(cè)量，操作方便，可控性高。
【IPC分類(lèi)】G01L5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104792450
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510166523
【發(fā)明人】靳國(guó)永, 葉新茂, 馬相龍, 石雙霞, 許瑋健
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日