[发明专利]一种提高多转子航空发动机振动监测精度的方法

摘要

一种提高多转子航空发动机振动监测精度的方法，使用计算得出的采样频率对信号进行连续采集，采集长度为计算得到的周期数，从而达到对于两个或三个基频均能整周期采集的目的，以保证之后的数据处理过程的精度。本发明采用动态优化采样率和采集点数的方法，力图同时避免各转子基频发生“频谱泄露”，提高幅值测试精度。由此，可以增加振动信号中的有效信息量，为减少机载传感器数目提供技术依据。本发明能够显著地提高各转子基频的采集精度，为发动机的正常运行保驾护航，为发动机故障诊断及现场动平衡提供技术依据，为发动机的健康管理提供技术支撑。

主权项

一种提高多转子航空发动机振动监测精度的方法，其特征在于，具体过程是：步骤一、采集发动机各转子的转速；基于机载传感器信号进行采集；步骤二、根据发动机结构参数确定振动信号的采样频率f；通过基准转子旋转频率f0和每周期采样点数2Z确定振动信号的采样频率；振动信号的采样频率f通过公式(1)确定：f＝2Z·f0            (1)所述基准转子旋转频率f0通过公式(2)确定，式中i从1取至最大转子个数：f0=max(ni)60---(2)]]>所述每周期采样点数2Z是在基准转子旋转一周的时间段内采集的数据点数，通过公式(3)确定该每周期采样点数2Z中的参数Z，式中m≥2.5：Z=Int[log2(m·Ff0)]---(3);]]>其中最高分析频率F是取发动机转子倍频、发动机轴承特征频率和传动系统啮合频率中的最高值作为该最高分析频率F；步骤三、确定所有转子相对转速的最大公约数；Ⅰ，选取数值最小的转速；在双转子发动机中，选取低压转子转速n1作为最小的转速nbase，式中i从1取至最大转子个数；nbase＝min(ni)              (4)Ⅱ，确定各转子转速相对最小转速的倍数；以所述选取的最小的转速nbase作为基准，求取其它转子转速的相对倍数，并采用四舍五入原则取整，得到相对转速倍数noi，式中i从1取至最大转子个数；noi=Int[10×nimin(ni)]---(5)]]>Ⅲ，通过公式(6)确定上述相对转速倍数的最大公约数H，式中i从1取至最大转子个数；H＝[noi]                                (6)步骤四、确定振动信号的连续采集数据点数N；Ⅰ，通过公式(7)确定连续采集周期数T，式中i从1取至最大转子个数；T=max(noi)H·10---(7)]]>Ⅱ，确定振动信号的连续采集数据点数N；连续采集数据点数N由每周期采样点数2Z和连续采集周期数T决定；N＝T·2Z                              (8)步骤五、采集多转子发动机的振动信号数据；根据上述确定的采样频率f、连续采集数据点数N，通过数据采集软硬件系统，对多转子发动机振动信号进行数据采集；利用快速傅里叶得到频域信号；在频谱图上，读取各转子旋转频率的幅值，即为所需要的各转子基频幅值；至此，完成了对多转子航空发动机振动监测。