李传江，　费敏锐，　张自强

(1.上海师范大学信息与机电工程学院　上海，201418)　(2.上海大学机电工程与自动化学院　上海，200072)



一种非平稳转速下不平衡信号提取方法*

李传江1，费敏锐2，张自强1

(1.上海师范大学信息与机电工程学院上海，201418)(2.上海大学机电工程与自动化学院上海，200072)

摘要针对动平衡测量中实际存在的转速波动问题，提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition，简称EMD)和瞬时频率估计的不平衡信号提取方法。与传统的平稳信号分析方法不同，该方法采用3次样条插值法从键相信号中获取转子的瞬时频率，由瞬时频率构造不平衡信号，进而采用最小二乘法(least square method, 简称LSM)辨识出不平衡信号的幅值和相位。为提高幅值和相位估计的精度，采用EMD算法对振动信号进行滤波处理后，再从中抽取数据样本。仿真和实验结果表明，该方法能够有效克服转速波动和干扰信号对不平衡信号提取精度的不利影响，提高不平衡量测量精度和稳定性，非常适合于工程应用。

关键词不平衡信号; 非平稳转速; 动平衡; 经验模态分解

引言

不管是离线平衡、现场平衡，还是自动平衡技术，不平衡量引起的振动信号的准确提取都是提高平衡精度的关键环节。而不平衡量的测量通常是在假定转速恒定的情况下进行的，此时的振动信号为平稳信号，采用傅里叶变换或相关滤波等方法就可以得到不平衡信号的幅值和相位。但在工程实践中，转速波动或变速转子是客观存在的，当转子加速度较低、阻尼较大且转速不在共振区时，由切线加速度引起的响应与由不平衡量引起的振动响应相比要小得多，转子的不平衡响应占主导地位，仍可通过同频振动信号获取不平衡量。……