動平衡測量的若干關鍵技術問題研究.pdf

1、轉子的動平衡性能是電機使用壽命、工作噪聲以及能耗的決定性因素之一。隨著電機轉速的日益提高，對電機轉子的動平衡性能的要求也越來越嚴苛，對動平衡機測量系統(tǒng)的精度要求也不斷提高。目前，測量系統(tǒng)的精度不高成了國產動平衡產品質量提升的瓶頸問題。由于系統(tǒng)測量誤差的可消除性和隨機測量誤差對測量結果影響的可估計性，采用系統(tǒng)誤差的實時修正和隨機誤差影響的實時評估技術是提高測量系統(tǒng)精度的有效且經濟的途徑。鑒于動平衡測量過程的系統(tǒng)誤差主要體現為影響系數的估計

2、精度，本文研究成果主要體現在以下幾個方面：
　　 (1)采用重新標定的方法對測量系統(tǒng)進行校準，針對采用經典統(tǒng)計原理處理標定數據中試重的振動響應測量值的樣本數量與停工工時之間的矛盾，提出了基于層次貝葉斯方法的標定數據的處理方法。充分利用試重振動響應和測量方差的先驗信息，建立了不同試重水平下振動響應真值和測量方差的聯合分布模型，以體現測量方差對振動響應真值估計的影響。并采用馬爾科夫鏈蒙特卡羅(MCMC)方法中的Gibbs抽樣法求取其

3、最大后驗估計，降低了標定數據估計精度對樣本數量的依賴性，實現了小樣本條件下標定數據的準確估計，縮短了重新標定所消耗的工時，減少了生產線停工給企業(yè)帶來的經濟損失。
　　 (2)鑒于在生產過程中可以獲得高精度的標準測量數據，提出了基于改進卡爾曼濾波的動平衡測量過程的在線校準方法。針對傳統(tǒng)的過程狀態(tài)估計方法在小樣本情況下缺乏兼顧追蹤狀態(tài)變化和抑制隨機誤差干擾的能力，提出了卡爾曼濾波與多元統(tǒng)計過程控制相結合的過程狀態(tài)調節(jié)方法。通過X2統(tǒng)

4、計量對觀測殘差進行監(jiān)控，當測量過程處于可控狀態(tài)時，采用經典卡爾曼濾波方法以充分利用其抑制隨機測量誤差的能力；反之，通過X2統(tǒng)計量對狀態(tài)預測協(xié)方差矩陣進行主動調節(jié)，以增強其追蹤狀態(tài)變化的能力；合理地權衡了追蹤狀態(tài)變化和抑制隨機誤差二者之間的矛盾，提高了測量過程校準的魯棒性。
　　 (3)鑒于ISO-GUM所提供的測量不確定度評定方法不能解決動平衡測量過程的非線性，也不能體現測量系統(tǒng)壽命周期內的動態(tài)性的問題，提出了動平衡測量系統(tǒng)動態(tài)

5、不確定度的評定方法。建立了不平衡量與振動響應和影響系數之間的概率傳遞關系，并以Monte Carlo方法為計算工具確定不平衡量的概率分布。同時，通過對振動響應隨機測量方差以及影響系數的動態(tài)估計，將測量系統(tǒng)的動態(tài)信息融合到測量不確定度的評定中，實現了在測量系統(tǒng)金壽命周期內測量不確定度的精確評價。
　　 (4)針對測量不確定度導致的“誤收”和“誤廢”決策，提出了基于貝葉斯最小決策成本準則的轉子動平衡性能評價方法。將決策成本、生產過程