扭振信號的測試與半實物仿真.pdf

1、在船舶推進軸系的設計及制造環(huán)節(jié)，扭振測量都是必不可少的檢驗項目之一。在軸系的工作過程中，扭振測量對其運行狀態(tài)的監(jiān)測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相繼投入了大量人力、物力進行扭振產生機理的探索和測試技術的研究。本文的目的是基于中國船級社關于扭振應力的有關規(guī)定，開發(fā)一套用于船舶柴油機軸系扭振信號測量的系統(tǒng)。
　　本文在查閱國內外相關文獻資料的基礎上，深入分析扭振產生機理及其表現(xiàn)形式，從多個方面比較了現(xiàn)有扭振

2、測量技術，詳細介紹了接觸式測量法和非接觸式測量法以及基于脈沖時序計數(shù)法的測量原理。經過分析得知，變化的激勵扭矩是軸系產生扭振的根本原因，而軸系轉速的高頻波動是扭振的主要表現(xiàn)形式。
　　本系統(tǒng)利用在被測軸上加工的色標帶和光電式色標傳感器獲取軸系瞬時旋轉狀態(tài)信息。當軸系開始旋轉后，安裝在軸段兩端的傳感器將輸出兩路脈沖信號。每路信號中各個脈沖序列之間的間隔反應了軸系瞬時轉速的信息；兩路信號的相位差反應了軸系扭轉角的變化。對于扭振信號特征

3、的提取，針對其非平穩(wěn)性的特點，本文重點研究了以傳統(tǒng)的傅里葉變換對信號進行頻譜分析，以經驗模態(tài)分解法對信號進行時頻域分析。
　　本系統(tǒng)中扭振信號測量工作的前提和重點是脈沖信號的高精度測量?；诿}沖時序計數(shù)法的原理，采用大規(guī)?？删幊唐骷﨔PGA實現(xiàn)對脈沖信號的高精度測量，并將測得的數(shù)據通過串口傳輸至上位機進行存儲與處理。用于脈沖計數(shù)的100MHz高頻時基信號產生自FPGA內部的鎖相環(huán)（PLL），精準可靠，系統(tǒng)的理論測量誤差僅有±10n