[发明专利]基于微位移传感器的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法，尤其涉及一种基于微位移传感器的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法，属于精密离心机配平技术领域。

背景技术

惯性导航技术的发展离不开高精度的惯性仪表，如加速度计、陀螺仪等，而高精度的惯性仪表需要更高精度的测试设备来标定。精密离心机就是用来标定高精度加速度计的惯导测试设备，精密离心机所产生的加速度的准确度和姿态准确度直接影响被测加速度计的标定精度，其所产生的加速度场的准确度主要是由工作半径精度和主轴旋转速率精度决定的。由于制造工艺水平的限制和安装误差等因素，使精密离心机转子上存在一个质量偏心，导致在运行过程中，主轴的几何轴线偏离旋转轴线。从而影响精密离心机的工作半径，以及运行速率的平稳性，严重时还可能对离心机造成损坏。因此，需要对其不平衡量进行配平。

离心机的动不平衡是由其旋转部件上的不平衡惯性力和不平衡惯性力偶共同作用的结果。根据造成动不平衡的原因，离心机的动不平衡通常分为静不平衡和偶不平衡。由于双自由度精密离心机的结构特殊性，偶不平衡的影响可以忽略不计，因此，调试和离心机的使用中就不用考虑偶不平衡的作用，而只考虑静不平衡的作用，以便于分析。同时，重力因素也会影响主轴的动不平衡量，所以在辨识时需要考虑重力因素的影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于微位移传感器的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法，以解决现有的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明所述的基于微位移传感器的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法，是按照以下步骤实现的：

步骤一、微位移传感器的基准数据与测试数据的采集；

步骤二、对步骤一采集到的数据提取一次谐波成分；

步骤三、利用步骤二提取的一次谐波成分进行不平衡量解算；

步骤四、利用步骤三得到的动不平衡量对双自由度精密离心机主轴进行配平。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用微位移传感器进行数据采集，并采用考虑到重力因素的辨识方法能够有效辨识精密离心机主轴动不平衡量，使辨识精度在1千克米以内。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为双自由度臂式精密离心机结构图，其中，1为配重舱，2为大臂，3为负载舱，4为微位移传感器，5为主轴，6为轴承，7为电机，8为地基，R为精密离心机的半径，L为大臂的高度，O_A为主轴和大臂中心面的交点，O_R为主轴的旋转中心，H为O_A和O_R之间的距离，h为微位移传感器S₁和微位移传感器S₂之间的距离，R₀为手动配重距离，ω为运行角速度；

图3为主轴系统的几何关系图，1为微位移传感器S₁测试平面，2为主轴，3为微位移传感器S₂测试平面，α为不平衡造成的主轴倾角，β为动不平衡的相角，O_R为主轴的旋转中心，h为微位移传感器S₁和微位移传感器S₂之间的距离；

图4为主轴系统微位移传感器S₁和微位移传感器S₂的基准测试曲线；

图5(a)为基准数据和配平前在测试角速度540度/秒下S₁传感器采集的数据对比图，其中，短虚线为基准曲线，实线为测试曲线；

图5(b)为基准数据和配平前在测试角速度540度/秒下S₂传感器采集的数据对比图，其中，短虚线为基准曲线，实线为测试曲线；

图6(a)为基准数据和配平后在测试角速度540度/秒下S₁传感器采集的数据对比图，其中，短虚线为基准曲线，实线为测试曲线；

图6(b)为基准数据和配平后在测试角速度540度/秒下S₂传感器采集的数据对比图，其中，短虚线为基准曲线，实线为测试曲线。

具体实施方式

结合附图进一步详细说明本发明的具体实施方式。

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于微位移传感器的双自由度精密离心机主轴动不平衡量的辨识方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：