张召磊，孙晓伟，夏德新，李 芳

（1.北京航天动力研究所，北京100076；2.北京宇航系统工程研究所，北京100076）

高精度频率分辨在振动信号辨识中的应用

张召磊1，孙晓伟1，夏德新1，李 芳2

（1.北京航天动力研究所，北京100076；2.北京宇航系统工程研究所，北京100076）

发动机振动信号处理通常采用DASP软件进行。由于软件功能限制，DASP处理采样频率为50 kHz发动机振动信号时，频谱的频率分辨率最高精度仅为12.2 Hz，导致对微弱及故障信号的辨识较为困难。本文采用抗混叠低通滤波、信号抽取及短时傅里叶变换相结合的信号分析方法，有效提高了频率分辨率的精度，最高精度达到1.2 Hz，达到了理想的频率辨识效果。

抗混叠低通滤波；频率分辨率；信号抽取；短时傅里叶变换

0 引言

涡轮泵是火箭发动机的心脏，在低温介质、高温燃气、高压及高转速工况下工作，具有结构复杂度高、技术难度大的特点，因此能否正常工作直接影响发动机试验结果。涡轮泵是发动机振动的主要来源，据统计，超过60%的发动机故障来源于涡轮泵。涡轮泵振动频率丰富且广泛，包含工频、倍频、分数次谐频和某些故障频率等信息，分布于低频区0 Hz到高频区10 kHz的频段，而推力室的振动频率多分布于4 000 Hz以上，这就对发动机振动信号的采样提出了苛刻的要求。目前采样频率为50 kHz，可以覆盖发动机各组件的振动频段。然而，由于与涡轮泵相关的故障频率多数均低于2 000 Hz，因此高采样频率一方面满足了频率范围的要求，另一方面却严重影响频率分辨率的精度，对涡轮泵频率的准确辨识产生不利影响。……