基于叶尖定时法的叶片耦合振动参数辨识

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1、中图分类号：TP274论文编号：102870515-S128学科分类号：080203硕士学位论文基于叶尖定时法的叶片耦合振动参数辨识研究生姓名李海洪学科、专业机械设计及理论研究方向动态测试与信号处理指导教师岳林教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringParametersIdentificationofInter-Blade-CouplingVibrationBa

2、sedonBladeTipTimingAThesisinMechanicalEngineeringbyLiHaihongAdvisedbyProf.YueLinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权

3、南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要为了实时掌握叶片振动信息预防叶片故障发生，常用的非接触振动测量方法是叶尖定时法，叶尖定时法采集的叶片振动信号为欠采样信号，想要了解叶片的振动信息，其关键技术在于振动参数识别算法的建立。目前常用的都是基于单自由度模型的叶尖定时算法，当叶片发生耦合振动时会出现两个甚至多个振动峰，且相邻两个振动峰相隔很近，这种方法无法同时识别出相邻两个峰的振动参数。采用基于两自由度模型的曲线拟合法，同时拟合出叶片耦合振动

4、两个峰的振动参数，并运用基于两自由度模型的叶尖定时算法对叶片耦合振动进行参数辨识。不仅提高了叶片耦合振动参数辨识的精度，而且可同时辨识出相邻两个峰的振动参数。本文的主要研究工作如下：（1）对基于两自由度模型的叶片耦合振动进行了理论推导，研究了叶片间耦合振动对叶片振动参数识别的影响。开发了一套4叶片仿真软件，可仿真同步振动、异步振动、整级叶片振动等不同类型的叶片振动信号，并对各种仿真信号的产生和特点进行了简单的分析。（2）对基于两自由度模型的曲线拟合进行了理论推导，使其可同时拟合叶片耦合振动相邻的两个振动峰。编写基于两自由度模型的自回归和正弦拟合算法，应用于叶片耦合振动参数辨识。

5、并用仿真数据对这两种叶尖定时算法进行了验证，结果表明辨识振动参数与仿真参数设置基本一致。（3）基于Matlab开发了一套叶片耦合振动参数辨识软件。进行了各种情况下的大量仿真验证，结果正确。软件界面友好、编程规范、辅之以丰富的鼠标和键盘控制，实现人性化操作。关键词：叶尖定时，叶片耦合振动，两自由度模型，参数辨识，仿真验证，MatlabIABSTRACTInordertograspthebladevibrationinformationinrealtimetopreventbladefailure,thewidelyusednon-contactvibrationmeasureme

6、nttechnologyisbladetiptimingmethod.BladeTip-Timingsignalisunder-sampling,inordertoknowtheinformationofbladevibration,thekeytechnologyistheestablishmentofvibrationparametersidentificationalgorithm.AtpresentthewidelyusedBladeTip-Timingalgorithmisbasedonsingledegreeoffreedom(single-dof)model,tw

7、oormorevibrationpeaksoccurandtwopeaksareveryclosetoapartwhenthereisinter-blade-couplingvibration,thismethodisunabletoidentifythevibrationparametersoftwopeaksatthesametime.Wecanusecurvefittingmethodbasedontwodegreesoffreedommodel(2-dof)tofitoutinter