光柵扭矩測量系統(tǒng)中光柵信號質(zhì)量評估方法研究.pdf

1、扭矩測量是研究水輪機(jī)主軸系統(tǒng)在各種載荷和工作環(huán)境下動態(tài)特性的重要方法之一。論文結(jié)合扭矩測量的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)際，根據(jù)國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“水輪機(jī)主軸機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)特性研究”提出的方案，采用光柵式傳感器進(jìn)行扭矩的非接觸式測量，對測量系統(tǒng)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)對光柵信號質(zhì)量的評估方法進(jìn)行了研究，并提出了相應(yīng)的濾波去噪方法。 根據(jù)光柵原理設(shè)計(jì)的一種全新的集光、機(jī)、電一體化的水輪機(jī)主軸系統(tǒng)扭矩測量系統(tǒng)，包括光柵傳感器的各個(gè)組成部件。論文闡

2、述了光柵付工作的基本原理，對光柵輸出的信號進(jìn)行了剖析，根據(jù)光柵的透射特性，給出了光柵輸出信號的數(shù)學(xué)模型；光柵是扭矩測量系統(tǒng)中的重要基準(zhǔn)元件，光柵及其信號質(zhì)量的好壞是光柵扭矩測量系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵所在。針對光柵質(zhì)量的評定指標(biāo)，對引起圓光柵誤差的諸多因素進(jìn)行了分析；對光柵付產(chǎn)生的莫爾條紋信號，給出了評定質(zhì)量的傳統(tǒng)方法一諧波分析法，它能夠給出光柵信號質(zhì)量的全部評定指標(biāo)的測試結(jié)果；根據(jù)小波分析的基本原理，提出了基于小波分析的光柵信號質(zhì)量評估方法，并

3、與諧波分析方法進(jìn)行了比較。小波分析方法可求出更細(xì)微的各次諧波的幅值A(chǔ)<,i>及相位＃能對光柵信號的質(zhì)量進(jìn)行更細(xì)致的評定，提高光柵信號質(zhì)量的評定精度。 論文的另外一項(xiàng)重要工作，提出了采用分?jǐn)?shù)傅里葉方法來消除光柵信號含有的各種噪聲，通過選取適當(dāng)?shù)募壌?α)及周期(M)，可使分?jǐn)?shù)傅里葉變換構(gòu)造一個(gè)極窄的帶阻濾波器，將其中心頻率對準(zhǔn)相應(yīng)噪聲的窄譜，可濾除噪聲分量，保持信號分量。與傳統(tǒng)的傅里葉去噪方法相比，分?jǐn)?shù)傅里葉方法可以很好地濾除噪聲