基于微位移傳感器的雙自由度精密離心機主軸動不平衡量的辨識方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種雙自由度精密離屯、機主軸動不平衡量的辨識方法，尤其設及一種 基于微位移傳感器的雙自由度精密離屯、機主軸動不平衡量的辨識方法，屬于精密離屯、機配 平技術領域。
【背景技術】
[0002] 慣性導航技術的發(fā)展離不開高精度的慣性儀表，如加速度計、巧螺儀等，而高精度 的慣性儀表需要更高精度的測試設備來標定。精密離屯、機就是用來標定高精度加速度計的 慣導測試設備，精密離屯、機所產(chǎn)生的加速度的準確度和姿態(tài)準確度直接影響被測加速度計 的標定精度，其所產(chǎn)生的加速度場的準確度主要是由工作半徑精度和主軸旋轉(zhuǎn)速率精度決 定的。由于制造工藝水平的限制和安裝誤差等因素，使精密離屯、機轉(zhuǎn)子上存在一個質(zhì)量偏 屯、，導致在運行過程中，主軸的幾何軸線偏離旋轉(zhuǎn)軸線。從而影響精密離屯、機的工作半徑， W及運行速率的平穩(wěn)性，嚴重時還可能對離屯、機造成損壞。因此，需要對其不平衡量進行配 平。
[0003]離屯、機的動不平衡是由其旋轉(zhuǎn)部件上的不平衡慣性力和不平衡慣性力偶共同作 用的結(jié)果。根據(jù)造成動不平衡的原因，離屯、機的動不平衡通常分為靜不平衡和偶不平衡。由 于雙自由度精密離屯、機的結(jié)構(gòu)特殊性，偶不平衡的影響可W忽略不計，因此，調(diào)試和離屯、機 的使用中就不用考慮偶不平衡的作用，而只考慮靜不平衡的作用，W便于分析。同時，重力 因素也會影響主軸的動不平衡量，所W在辨識時需要考慮重力因素的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種基于微位移傳感器的雙自由度精密離屯、機主軸動不平 衡量的辨識方法，W解決現(xiàn)有的雙自由度精密離屯、機主軸動不平衡量的辨識問題。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
[0006] 本發(fā)明所述的基于微位移傳感器的雙自由度精密離屯、機主軸動不平衡量的辨識 方法，是按照W下步驟實現(xiàn)的：
[0007] 步驟一、微位移傳感器的基準數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的采集；
[000引步驟二、對步驟一采集到的數(shù)據(jù)提取一次諧波成分；
[0009] 步驟S、利用步驟二提取的一次諧波成分進行不平衡量解算；
[0010] 步驟四、利用步驟S得到的動不平衡量對雙自由度精密離屯、機主軸進行配平。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 1、本發(fā)明利用微位移傳感器進行數(shù)據(jù)采集，并采用考慮到重力因素的辨識方法能 夠有效辨識精密離屯、機主軸動不平衡量，使辨識精度在1千克米W內(nèi)。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0014] 圖2為雙自由度臂式精密離屯、機結(jié)構(gòu)圖，其中，1為配重艙，2為大臂，3為負載艙，4 為微位移傳感器，5為主軸，6為軸承，7為電機，8為地基，R為精密離屯、機的半徑，L為大臂 的高度，〇A為主軸和大臂中屯、面的交點，0巧主軸的旋轉(zhuǎn)中心H為〇A和0之間的距離，h 為微位移傳感器Si和微位移傳感器S2之間的距離，R。為手動配重距離，《為運行角速度；
[0015] 圖3為主軸系統(tǒng)的幾何關系圖，1為微位移傳感器Si測試平面，2為主軸，3為微位 移傳感器S2測試平面，a為不平衡造成的主軸傾角，P為動不平衡的相角，〇K為主軸的旋 轉(zhuǎn)中屯、，h為微位移傳感器Si和微位移傳感器S2之間的距離；
[0016]圖4為主軸系統(tǒng)微位移傳感器Si和微位移傳感器S2的基準測試曲線；
[0017] 圖5 (a)為基準數(shù)據(jù)和配平前在測試角速度540度/秒下Si傳感器采集的數(shù)據(jù)對 比圖，其中，短虛線為基準曲線，實線為測試曲線；
[0018] 圖5化）為基準數(shù)據(jù)和配平前在測試角速度540度/秒下S2傳感器采集的數(shù)據(jù)對 比圖，其中，短虛線為基準曲線，實線為測試曲線；
[0019] 圖6 (a)為基準數(shù)據(jù)和配平后在測試角速度540度/秒下Si傳感器采集的數(shù)據(jù)對 比圖，其中，短虛線為基準曲線，實線為測試曲線；
[0020] 圖6化）為基準數(shù)據(jù)和配平后在測試角速度540度/秒下S2傳感器采集的數(shù)據(jù)對 比圖，其中，短虛線為基準曲線，實線為測試曲線。
【具體實施方式】
[0021] 結(jié)合附圖進一步詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
【具體實施方式】 [0022] 一；下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種基于微 位移傳感器的雙自由度精密離屯、機主軸動不平衡量的辨識方法，其特征在于所述方法包括 W下步驟：
[0023] 步驟一、微位移傳感器的基準數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)的采集；
[0024] 步驟二、對步驟一采集到的數(shù)據(jù)提取一次諧波成分；
[0025] 步驟S、利用步驟二提取的一次諧波成分進行不平衡量解算；
[0026] 步驟四、利用步驟S得到的動不平衡量對雙自由度精密離屯、機主軸進行配平，驗 證辨識方法的有效性。
【具體實施方式】 [0027] 二；下面結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式與一 不同的是；步驟一所述的微位移傳感器的基準數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù)采集的具體過程如下：
[002引如圖2雙自由度臂式精密離屯、機結(jié)構(gòu)圖所示，采用微位移傳感器Si和微位移傳感 器S2進行數(shù)據(jù)采集，圖中，R為精密離屯、機的半徑，L為大臂的高度，0A為主軸和大臂中屯、面 的交點，0c為主軸的旋轉(zhuǎn)中屯、，H為0A和0c之間的距離，h為微位移傳感器Si和微位移傳 感器S2之間的距離，R。為手動配重距離。具體過程如下：
[0029] 步驟一一、考慮到精密離屯、機主軸表面圓柱度、安裝誤差等非動不平衡因素的影 響，本發(fā)明需要采集靜態(tài)下一個機械圓周的微位移傳感器信息，即動不平衡量基準數(shù)據(jù)；由 于動不平衡量對主軸系統(tǒng)影響隨著轉(zhuǎn)速的升高而加大，而在低速下（即準靜態(tài)）其影響可 W忽略，所述基準數(shù)據(jù)的采集過程如下：
[0030] 在主軸運行角速度《。=