[发明专利]一种三点法回转误差分离过程中传感器噪声信号抑制方法

说明书

本发明提供了一种三点法回转误差分离过程中传感器噪声信号抑制方法。首先，合理设计传感器安装夹角进行信号采集，并构造受到噪声信号干扰后的三点法中传感器组合信号频域表达式；其次，建立转子真实轮廓信号与受到噪声干扰后分离所得到轮廓信号的误差模型，进而分析得出噪声信号在分离过程中的传递函数；最后，根据得到的传递函数构建优化目标函数，并用基于坐标轮换的和声搜索算法对其进行优化求解。本发明将三点法回转误差分离过程中的传感器噪声信号抑制问题转换为目标函数优化问题，通过对噪声信号的传递函数进行优化，有效地将噪声信号的各阶频率成分都予以抑制，提高了回转误差分离精度。

技术领域

本发明属于传感器噪声处理技术领域，特别涉及一种三点法回转误差分离过程中传感器噪声信号抑制方法，该方法可有效抑制传感器噪声在分离过程中对转子轮廓信号的干扰，从而提高了转子回转信号的测试精度，在工业生产中的噪声处理领域具有较好的应用前景。

背景技术

误差分离技术(Error Separation Technique)旨在从径向跳动中将被测对象的圆度轮廓误差与回转误差分离。多点法能在不影响机床主轴加工的前提下进行主轴回转误差测试，传感器一次安装完毕后，就不需再次调整，很容易实现自动化处理，适用于现代化监控系统集成。目前，应用最广、发展最成熟的多点法误差分离系统多采用三个传感器，即所谓的三点法(Three Point Method)。其他常见的如两点法、四点法以及混合多点法等，从本质上都可以看作是三点法的演化。自1966年日本学者首次提出了全部采用线位移传感器的三点法误差分离技术后，迄今它已成为最广泛使用的误差分离技术。

由于工业现场的复杂工况、强电磁等因素的干扰，传感器信号中往往混入频率成分较为复杂的噪声干扰信号，而三点法的数据处理环节容易发生谐波抑制现象，若处理不当，噪声干扰信号的负面作用将会放大，直接影响最终的误差分离结果。因此，需要采取一定的措施消除或减小其对分离结果的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出一种新的传感器噪声抑制的方法，使其有效地减小三点法回转误差分离过程中噪声的影响，提高信号分离精度。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种三点法回转误差分离过程中传感器噪声信号抑制方法，包括下述步骤：

步骤一、沿测试基准圆周上布置i个测头Si，其中i＝1,2,3，各传感器测头与x轴的夹角分别为建立受到噪声信号δ干扰影响后的三点法中传感器组合信号频域表达式：

其中，n为频域离散值序号，且n＝0,1,2,...,N-1，N为采样点数；R(ωn)为测试截面轮廓信号r(kΔθ)的频域表达式，П(ωn)为噪声信号δ的频域表达形式，可表示为：