仪器仪表学报

作者：刘 昊，段发阶，李 杰，李发富，钟国舜

单位：刘 昊,1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,,段发阶,1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,,李 杰,1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,,李发富,1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,,钟国舜,1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,

关键词：叶尖定时;空域变换;模数转换器;拉格朗日插值;Farrow结构;FPGA

基金：中国航发四川燃气涡轮研究院外委课题(GJCZ-2020-0040, GJCZ-2020-0041)、国家重点研发计划项目(2020YFB2010800)、广东省重点研发计划项目(2020B0404030001)资助

叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变化范围较宽(20~20000r/min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。通过分析采样率转换模型,提出了一种基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法,将叶尖信号的等时间采样转换为等角度空间采样,实现高精度叶尖定时信号的获取;使用基于三阶拉格朗日插值的Farrow结构并通过流水线优化技巧,在现场可编程逻辑门阵列上实现了逻辑资源占用与数据处理速率的均衡设计。实验验证表明,该方法可以有效完成等空间角度采样,降低了转速变化的影响,在实时转速为1000~8000rpm,基准转速为3000rpm时,无论采用前沿时刻鉴别还是采用双边沿时刻鉴别,本文采用的方法振动位移测量误差均在20.19μm内,远低于传统位移测量方法的测量误差,提高了叶片到达时刻及叶片振动位移的测量精度。

来源：2022年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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