扭振信號(hào)的測(cè)試與半實(shí)物仿真.pdf

1、在船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計(jì)及制造環(huán)節(jié)，扭振測(cè)量都是必不可少的檢驗(yàn)項(xiàng)目之一。在軸系的工作過程中，扭振測(cè)量對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及故障診斷都具有非常重要的意義。因此，世界各船舶制造大國(guó)相繼投入了大量人力、物力進(jìn)行扭振產(chǎn)生機(jī)理的探索和測(cè)試技術(shù)的研究。本文的目的是基于中國(guó)船級(jí)社關(guān)于扭振應(yīng)力的有關(guān)規(guī)定，開發(fā)一套用于船舶柴油機(jī)軸系扭振信號(hào)測(cè)量的系統(tǒng)。
　　本文在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，深入分析扭振產(chǎn)生機(jī)理及其表現(xiàn)形式，從多個(gè)方面比較了現(xiàn)有扭振

2、測(cè)量技術(shù)，詳細(xì)介紹了接觸式測(cè)量法和非接觸式測(cè)量法以及基于脈沖時(shí)序計(jì)數(shù)法的測(cè)量原理。經(jīng)過分析得知，變化的激勵(lì)扭矩是軸系產(chǎn)生扭振的根本原因，而軸系轉(zhuǎn)速的高頻波動(dòng)是扭振的主要表現(xiàn)形式。
　　本系統(tǒng)利用在被測(cè)軸上加工的色標(biāo)帶和光電式色標(biāo)傳感器獲取軸系瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。當(dāng)軸系開始旋轉(zhuǎn)后，安裝在軸段兩端的傳感器將輸出兩路脈沖信號(hào)。每路信號(hào)中各個(gè)脈沖序列之間的間隔反應(yīng)了軸系瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的信息；兩路信號(hào)的相位差反應(yīng)了軸系扭轉(zhuǎn)角的變化。對(duì)于扭振信號(hào)特征

3、的提取，針對(duì)其非平穩(wěn)性的特點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究了以傳統(tǒng)的傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，以經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻域分析。
　　本系統(tǒng)中扭振信號(hào)測(cè)量工作的前提和重點(diǎn)是脈沖信號(hào)的高精度測(cè)量?；诿}沖時(shí)序計(jì)數(shù)法的原理，采用大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的高精度測(cè)量，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過串口傳輸至上位機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理。用于脈沖計(jì)數(shù)的100MHz高頻時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生自FPGA內(nèi)部的鎖相環(huán)（PLL），精準(zhǔn)可靠，系統(tǒng)的理論測(cè)量誤差僅有±10n