□ 董袖青 □ 张俊晶 □ 宫鹏飞 □ 朱国威

1.长安大学工程机械学院 西安 710064

2.西安交通大学机械工程学院 西安 710049

1 研究背景

直流电动机换向是一个复杂的机械、化学和电磁过程，由于直流电动机换向和反向电动势脉动原因，直流电动机电枢电流的电气参数包含转速和转矩信息。采用电枢电流的电气参数间接求出直流电动机的转速和转矩特性，具有一定意义。由于直流电动机从静止到稳定转速是一个动态过程，电枢电流信号是一个非平稳信号，因此采用传统傅里叶变换只能分析直流电动机的稳定运行特性。若采用小波消噪、滤波、重构的方法，能够提取出高频分量，但在直流电动机信号采集时会引入高频噪声。采用小波理论滤除高频噪声时，一旦分解层数确定，多分辨率就恒定不变，缺乏自适应性，而且采用不同的小波基，分解的结果差异较大［1］。

经验模态分解（EMD）从信号自身特征时间尺度出发，得到固有模态，整个分解过程体现了多尺度的自适应滤波特性，非常适用于非平稳、非线性过程。文献［2］提出了基于快速博里叶变换（FFT）和 EMD的直流电动机换向电流信号提取方法，通过对前几阶固有模态函数（IMF）分量进行FFT，得到相应的频谱特性，进而通过求出高频电枢电流的瞬时频率，得到直流电动机的转速。但是，将部分IMF分量视为噪声而滤除，会使试验提取的直流电动机转速结果产生偏差。在测试永磁直流电动机的电磁转矩方面，文献［3-4］均采用电磁转矩与转速平衡方程式来求取电磁转矩，对启动阶段电动机的空载阻尼转矩忽略不计。……