动不平衡测量电路频率特性原位补偿技术研究.pdf

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1、第３８卷第５期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ５２０１７年５月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＭａｙ．２０１７动不平衡测量电路频率特性原位补偿技术研究宋菊平，秦如，蔡萍，赵鼎鼎（上海交通大学电子信息与电气工程学院上海２００２４０）摘要：通用硬支承动平衡机测量电路中低通滤波器的带宽小于信号带宽，故要求对频率特性进行补偿。对动不平衡测量电路进行频率特性补偿时，通常以按电路元件标称值求取的频率特性为补偿对象，为保证补偿效果，需要对电路中的电阻电容进行严格筛选和配对，费工费时，而且无法应对

2、因环境温度等因素引起的参数漂移问题。为此，探索了一种原位频率特性补偿方法，基于动不平衡测量系统自身的软硬件资源即可进行参数辨识，使得频率补偿可以方便地按需进行。介绍了原位频率补偿的实现方法，对激励信号频率的合理选择进行了讨论分析，分析了用方波和三角波替代正弦波激励对参数估计误差的影响，进行了全转速范围的频率特性补偿实验。在通用硬支承动平衡机上进行性能指标校验，比较原位频率补偿前后的精度指标，实验结果验证了原位频率补偿方法的有效性。关键词：动不平衡测量；频率响应特性辨识；原位频率补偿中图分类号：ＴＨ８７７文献标识码：Ａ国

3、家标准学科分类代码：５１０．４０ＳｔｕｄｙｏｎｉｎｓｉｔｕｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｕｎｂａｌａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍＳｏｎｇＪｕｐｉｎｇ，ＱｉｎＲｕ，ＣａｉＰｉｎｇ，ＺｈａｏＤｉｎｇｄｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｔｈｅｌｏｗｐａｓｓｆｉｌ

4、ｔｅｒｉｎｉｔｓｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｓｏｆｔｈｅｈａｒｄｂｅａｒｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ，ｓｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｎｏｍｉｎａｌｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．

5、Ｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ，ｄｏｚｅｎｓｏｆｆｉｌｔｅｒｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓａｎｄｃａｐａｃｉｔｏｒｓｓｈｏｕｌｄｂｅｓｃｒｅｅｎｅｄｏｒｍａｔｃｈｅｄｓｔｒｉｃｔｌｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｔｉｍｅｃｏｎｓｕｍｉｎｇａｎｄｃｏｓｔｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗｉｌｌｂｅｄｅｇｒａｄｅｄｗｈｅｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｉｆｔａｎｄｔｉｍｅｄｒｉｆｔｏｆｅｌｅｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｏｃｃｕｒｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔ

6、ｅｓａｎｉｎｓｉｔｕａｎｄｓｅｌｆｃｏｎｔａｉｎｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｏｒｄｅｒｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｈｅｓｙｓｔｅｍ’ｓｏｒｉｇｉｎａｌｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｃｉｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ

7、ｅｒｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｓｉｎｅｗａｖｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｑｕａｒｅｗａｖｅａｎｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｗａｖｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈａｒｄｂｅａｒｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｍａｃｈｉｎｅａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｓｉｔｕｆ

8、ｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｉｎｓｉｔｕｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ道重要工序，机床主轴、发电机转子、电机转子和风机等１引