基于翼尖加速度的旋翼共锥度测量方法研究

在直升机旋翼动平衡试验中,旋翼共锥度值是一重要的试验参数,它关系到直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标.针对目前所采用的测量方法存在测量精度低、测量难度大以及测量点固定等缺点,在分析旋翼动态特性的基础上,提出利用多加速度传感器测量旋翼翼尖加速度信号,然后采用频域二次积分的方法得到旋翼翼尖位移,根据同一时刻旋翼之间的...     

基于翼尖加速度的旋翼共锥度测量方法研究

在直升机旋翼动平衡试验中,旋翼共锥度值是一重要的试验参数,它关系到直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标。针对目前所采用的测量方法存在测量精度低、测量难度大以及测量点固定等缺点,在分析旋翼动态特性的基础上,提出利用多加速度传感器测量旋翼翼尖加速度信号,然后采用频域二次积分的方法得到旋翼翼尖位移,根据同一时刻旋翼之间的位移曲线关系,方便的计算出旋翼共锥度值。试验结果表明,此方法可以实现旋翼运动过程中,旋翼任意旋转位置上的共锥度测量。     

基于光斑成像的直升机旋翼共锥度测量方法

直升机旋翼共锥度值是直升机旋翼动平衡试验中测试的一项重要指标,它关系到直升机的安全和各方面性能,针对在旋翼高速旋转的动态下进行旋翼共锥度测量的特点,设计了一种基于光斑成像的直升机旋翼共锥度测量方法,给出了系统基本构成和测量原理,并进行了系统误差分析;该方法是一种非接触式的测量方法,在测量旋翼锥度差的同时,还可以测出桨叶的桨距角,可实现对直升机旋翼共锥度较高精度的测量;该方法具有较高的实际应用价值。     

三种直升机旋翼共锥度测量新方法

直升机旋翼共锥度是旋翼动平衡测量的一个重要参数;它直接影响直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标;针对在旋翼高速旋转的状态下测量共锥度值的系统特点,介绍了3种基于摄像机成像的直升机旋翼共锥度测量新方法,利用摄像机采集光源在桨叶上的成像信息,对图像进行处理、计算,从而得到直升机旋翼的共锥度值;对每种方法的基本结构、计算方法进行了较详细的介绍,该方法结构简单,安装方便,可实现对直升机旋翼共锥度值较高精度的测量,具有较高的实用价值.     

基于谐波匹配补偿和无键相阶次跟踪的轴承故障诊断

煤矿机械设备轴承在强冲击、大载荷工况下产生的振动信号表现出强烈的瞬态非平稳与局部非线性特性。经典的时域统计分析方法和全局域变换方法难以识别故障特征;传统阶次跟踪方法存在设备安装不便、难以获取瞬时频率的问题;传统的无键相阶次跟踪方法在转速波动剧烈的条件下估计出的瞬时频率精度低,导致故障识别效果差。针对上述问题,提出了一种基于谐波匹配补偿和无键相阶次跟踪的轴承故障诊断方法。首先,利用基于谐波匹配补偿的时频分析方法对轴承振动信号进行处理,准确估计瞬时频率;其次,通过Vold-Kalman滤波方法自适应提取谐波分量信号;再次,采用Hilbert变换计算谐波的瞬时相位,进而获得时间域与角度域的映射关系,完成原始时间域信号在角度域的重采样;最后,对重采样的信号进行快速傅里叶变换,通过分析包络阶次谱,实现轴承故障特征识别。仿真和试验结果表明,该方法估计的瞬时频率与实际值之间的最大相对误差不超过1%,表征轴承故障特征阶次准确且明显,可有效诊断轴承故障。     

一种直升机旋翼振动测试方法

为能够有效测量直升机旋翼的振动特性，提出了一种基于三轴MEMS加速度传感器及无线传输技术的直升机旋翼振动测试方法并研制了相应的测试装置。测试系统主要包括三轴MEMS加速度传感器、A/D转换模块、无线传输模块以及PC上位机。无线传输模块将采集的加速度信号发送到振动测试接收电路，再通过串口通信发送到计算机上，计算机软件对加速度信号积分得到位移信号，并通过傅里叶变换得到旋翼振动的幅频特性曲线。在直升机模型上完成了振动测试实验，实验结果表明该方法能有效地对旋翼振动信号进行测试。     

基于双目视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量

为实现直升机旋翼桨叶挥舞角的测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法.首先,在直升机旋翼桨叶上均匀布置编码标记点,用已标定的双目摄像机对旋翼桨叶每隔一定角度采集标记点图像;其次,对左右摄像机图像上的标记点进行解码和匹配,得到标记点的左右图像视差,进而计算标记点三维坐标;再次,利用标记点在各个角度下的三维坐标,计算旋翼中心和转轴方向,建立旋翼坐标系;最后,在旋翼坐标系下,根据标记点静止与高速旋转时在同一角度下的三维坐标,计算挥舞角大小.利用风扇叶片进行仿真试验,结果验证了该方法具有自动化程度高和测量精度高的特点,可满足直升机旋翼桨叶挥舞角测量的要求.     

一种激光测距装置在旋翼共锥度测量中的应用

直升机旋翼共锥度是旋翼动平衡测量的一个重要参数。它直接影响直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标。针对在旋翼高速旋转的状态下测量共锥度值的系统特点,设计了一种激光测距装置,利用激光和反光镜构成三角形光路,在反光镜上标记矩形刻线,利用矩形刻线在摄像机靶面上的成像信息求出反光镜的位置角度信息,进而利用三角形几何原理计算被测点到激光测距装置的距离。从而实现距离测量。将其用于直升机旋翼共锥度测量中,可实现对直升机旋翼共锥度值的非接触、高精度测量。对该装置的结构和计算过程进行了简要介绍。该装置具有结构简单、使用方便、精度较高、支架非结构性形变对测量结果无影响的特点。     

基于激光原理的直升机旋翼共锥度测量系统设计

直升机旋翼共锥度是旋翼动平衡测量的一个重要参数,它直接影响直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标;针对在旋翼高速旋转的状态下测量共锥度值的系统特点,采用切割激光光路法进行直升机旋翼共锥度测量,对其基本原理进行了介绍;设计了一种单光源、单光电接收器的光路结构,之后对信号采集处理部分以及上位机软件的设计进行了介绍.该系统结构简单,成本低廉,具有较高的系统可靠性和稳定性,可实现对直升机旋翼共锥度较高精度的测量.     

基于LabVIEW的阶次分析系统设计与仿真

对于非稳态振动信号,使用FFT分析会产生谱模糊现象;为了消除谱模糊,最常用的方法是计算阶次跟踪,目前计算主要采用商业软件进行;文章根据阶次分析流程,计算转速剖面,采用拉格朗日7点插值算法;计算重采样时刻,采用给定角加速度阈值进行分段插值方法;角域重采样,采用滑动低通滤波插值方法;基于LabVIEW设计了阶次分析软件系统;通过仿真分析表明,设计的基于LabVIEW的阶次分析系统可以有效的解决谱模糊现象.     

阶次倒谱在轴承故障诊断中的应用

将常规的阶次分析与倒谱分析技术相结合，提出了阶次倒谱分析的齿轮箱故障诊断方法。首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域等间隔采样，再对时域信号进行等角度重采样。转化为角域平稳信号，最后对角域重采样信号进行倒谱分析，提取轴承的故障特征。通过对轴承内圈、外圈故障实验信号的分析，表明该方法能有效地诊断轴承故障类型。     

适用于轴承故障诊断的数据增强算法

针对在轴承故障诊断中存在的故障数据较少、数据所属工况较多的问题,提出了一种基于阶次跟踪的数据增强算法。该算法利用阶次跟踪中的角域不变性,对原始振动信号进行时域重采样从而生成模拟信号,随后重新计算信号的幅值来抵消时域重采样以及环境噪声对原始信号能量的影响,最后使用随机零填充来保证信号在变化过程中采样长度不变。对比实验表明,该算法既可以增加样本多样性,又可以增加数据集样本的数量,改善原始数据集中存在的问题,有效提高故障诊断模型的分类准确率和泛化性能。     

直升机旋翼锥体与动平衡主动调节技术

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡引起的旋翼低频振动过大的问题,提出一种以旋翼锥体为约束、仅通过调整桨叶变距拉杆的主动减振技术.该技术在建立的桨叶挥舞摆振扭转耦合的动力学模型基础上,使用最小二乘辨识方法估计振动频域分量和变距拉杆位移之间的线性模型,从而构造并求解以旋翼锥体为约束条件、低频振动分量为控制目标的二次型性能指标函数,同时将该算法用Simulink模块实现,进行实时化仿真计算,并验证控制结果的有效性.结果表明：该算法约束旋翼锥体的同时能够降低旋翼80%以上的低频振动,而且对桨毂中心升力、扭矩等的影响在0.3%以内,并未对直升机其他动力响应产生不良影响,结合Simulink模型的实时化仿真为直升机锥体和动平衡调整提供了一种工程应用思路.     

大型汽轮发电机组现场动平衡试验研究进展

对于高参数、高效率、复杂轴系的大型超临界汽轮发电机组,启停成本过高,提高轴系动平衡的精度与效率,成为降低轴系动平衡的成本的关键要素。介绍了转子不平衡故障机理与振动特征,梳理了基于振动信号处理及深度学习的轴系不平衡故障识别方法,并列举了多种轴系动不平衡量的计算方法,建立了现场轴系动平衡治理框架。该框架融合了转子不平衡识别、动平衡修正以及轴系动平衡的影响系数数据库的建立,提高现场动不平衡识别精度。分析表明,高效动平衡能有效降低轴系振动,并成功应用于转子热弯曲、动静碰磨等多种故障预防中,提高汽轮发电机组的安全可靠性。同时,若加重量较大时,应采用高密度平衡块,能降低不平衡块的分散度,可进一步提高动平衡的效果。     

全尺寸旋翼变距拉杆设计及验证技术

为降低直升机旋翼不平衡引起的振动,近几年出现了一种直升机旋翼实时调整（In-Flight Tuning,IFT）系统,通过主动式动态调整变距拉杆长度恢复旋翼系统动平衡状态,以达到减振目的。智能变距拉杆（Smart Pitch Rod,SPR）是IFT系统的执行机构和重要的组成部件,其特点是精度高,载荷大。针对国内首次研究和试制的智能变距拉杆,提出了一种可行的设计方案,经加载台测试验证结果表明其最大推力达到了25000N,控制精度达到了0.01mm以上。在某10吨级直升机旋翼塔上进行的旋翼平衡实时调整试验结果显示,1/rev旋翼振动减少了80%以上。