[发明专利]一种基于微分搜索算法的轴系动平衡多目标优化方法

权利要求书

1.一种基于微分搜索算法的轴系动平衡多目标优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)首先确定转子的测量面数N以及平衡面数M，在每个测量面设置两个相互垂直的位移传感器作为测点，然后确定键相传感器与位移传感器的键相夹角，键相夹角为键相传感器顺转子转动方向遇到第一个位移传感器时转过的角度；

2)在测点采集转子在工作转速下的原始振动信号，然后对转子的平衡面添加M次试重并采集转子在每次添加试重后的振动信号；

3)利用键相传感器采集的键相信号对原始振动信号以及添加试重后的振动信号进行键相处理，然后通过傅里叶变换得到各个振动信号的转频分量，根据所述转频分量构建原始振动信号的三维全息谱矩阵以及每次添加试重后的振动信号的三维全息谱矩阵；

4)计算迁移矩阵：根据M次试重信息和振动信号的三维全息谱矩阵计算M个平衡面各自的迁移矩阵；迁移矩阵是标准试重在各测量面引起的振动响应按行排列所组成的三维全息谱矩阵，标准试重为1000g∠0°；

5)采用残余振动平方和、残余振动最大值以及残余振动最大值与最小值之差建立多目标优化的目标函数；所述残余振动根据原始振动信号的三维全息谱矩阵以及振动响应的三维全息谱矩阵计算得到，振动响应的三维全息谱矩阵根据迁移矩阵转换得到；

6)使用DS算法进行优化计算，DS算法中种群中的每个个体包含各平衡面的配重的质量和角度信息，使用步骤5)中的目标函数作为适应度函数，经过优化计算，得到每个平衡面添加配重的质量和角度。

2.根据权利要求1所述一种基于微分搜索算法的轴系动平衡多目标优化方法，其特征在于：所述计算迁移矩阵具体包括以下步骤：

首先通过以下矩阵S将键相夹角为γ的振动信号的三维全息谱形式转化为键相夹角为0°的三维全息谱形式：

S=cosγ0-sinγ00cosγ0-sinγsinγ0cosγ00sinγ0cosγ]]>

假设某平衡面的迁移矩阵为：

其中，A表示转频分量x的幅值，φ表示转频分量x的初相位，B表示转频分量y的幅值，表示转频分量y的初相位，转频分量x，y由采集自转子测量面上的两路振动信号X，Y经过键相处理以及傅里叶变换后得到；

在该平衡面添加mg∠α⁰试重后，转子的振动响应为：

构造一个转换算子C：

C(m,α)=m1000cosαsinα00-sinαcosα0000cosαsinα00-sinαcosα]]>

用转换算子C右乘某平衡面的迁移矩阵得到在该平衡面添加mg∠α⁰试重的振动响应，对于M个平衡面以及M次试重的平衡过程，转子振动方程用矩阵方程组表达为：

Σi=1MAWi×Ci1=Δ1Σi=1MAWi×Ci2=Δ2···Σi=1MAWi×CiM=ΔM]]>

式中：

AW_i表示转子第i个平衡面的迁移矩阵；

C_ij表示第j次试重，转子第i个平衡面的转换算子；

Δ_j表示第j次试重，转子的振动响应；

j＝1,2,...,M；

求解矩阵方程组得到每个平衡面的迁移矩阵。