液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法及控制系统

摘要

一种液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，包括以下步骤：从接收的实时振动信号中，提取被测设备的一倍频信号；利用所述一倍频信号计算所述被测设备的不平衡量的量值和相位；将所述不平衡量的所述量值转换为平衡装置抵消所述不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；根据所述不平衡量的量值和相位，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；根据所述储液腔的所述控制时长输出控制指令，控制所述储液腔中液体的注入或流转。本控制方法可以抵消振动，使被测设备在运转过程中可以始终保持准确的动平衡。还包括一种靶向控制系统，使被测设备振动值单调降低，节省平衡时间。

权利要求

1.一种液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：从接收的实时振动信号中，提取被测设备(B)的一倍频信号；

利用所述一倍频信号计算所述被测设备(B)的不平衡量的量值和相位；

将所述不平衡量的所述量值转换为平衡装置(C)抵消所述不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；

根据所述不平衡量的量值和相位，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；

根据所述储液腔的所述控制时长输出控制指令，控制所述储液腔中液体的注入或流转。

2.根据权利要求1所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：所述提取被测设备(B)的一倍频信号通过对所述接收的实时振动信号进行跟踪滤波获得；

当所述接收的实时振动信号为振动位移信号时，所述振动位移信号中包含的所述被测设备(B)的偏摆信号，通过矢量法消除，其步骤为：

1)低速启动被测设备(B)，测量此时被测设备(B)的振动幅值和相位，记为

2)提升被测设备(B)转速至工作状态，测量此时被测设备(B)的相应振动参数，记为

3)两种状态时被测设备(B)相应振动参数之差，为设备工作状态下的一倍频信号，记为其中， 被测设备低速下测定的振动向量；

A0：被测设备低速下测定的振动幅值；

被测设备低速下测定的振动相位；

被测设备工作转速下测定的振动向量；

A1：被测设备工作转速下测定的振动幅值；

被测设备工作转速下测定的振动相位；

被测设备工作转速下实际的振动向量；

A：被测设备工作转速下实际的振动幅值；

被测设备工作转速下实际的振动相位。

3.根据权利要求1所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：所述被测设备(B)的不平衡量的量值和相位通过影响系数法获得，包括以下步骤：

1)通过试重，测定被测设备(B)的影响系数，包括影响系数的量值和相位，记为

2)根据所述被测设备(B)的一倍频信号，求出被测设备(B)不平衡量的量值和相位，记为其中， 影响系数向量；

K：影响系数的幅值；

φ：影响系数的相位；

不平衡量向量；

M：不平衡量的量值；

θ：不平衡量所对应相位。

4.根据权利要求3所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：当所述被测设备(B)为各向异性时，所述试重采用多点试重，确定影响系数的量值和试重角度间的关系，记为根据所述被测设备(B)的一倍频信号，得出不平衡量所在相位，记为将相位θ带入f(θ)中，得出此相位下的影响系数当所述被测设备(B)为各向同性时，所述试重为一点试重；

其中，f(θ)：影响系数与不平衡相位间的函数关系。

5.根据权利要求4所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：当所述被测设备(B)为各向异性时，所述多点试重的优选为四点试重，所述试重角度φ为四个正交方向。

6.根据权利要求1所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：所述储液腔中液体注入或转移的时间控制量通过自适应法获得，或通过比例系数法获得。

7.根据权利要求6所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：所述时间控制量通过分区间方式进行优化，记为：其中，T：需要各执行器动作持续的总时间；

T0：理论计算最长时长；

T1：理论计算最短时长；

k：调整系数。

8.根据权利要求1所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：通过采用投影方式，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；

当所述储液腔为四个，所述储液腔中心线对应的相位分别为0°、90°、180°和

270°，将不平衡质量的相位向相邻的两个储液腔中心线的方向做正弦投影，分解所述时间控制量得到两个储液腔相应执行器的控制时长。

9.根据权利要求1所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，其特征在于：所述输出控制指令包括各所述控制时长，和各所述控制时长的执行顺序，执行顺序或为先短后长，或为先长后短，或为长短同时开始，不同时结束，或为长短不同时开始，同时结束，或为长短同时开始，同时结束。

10.一种液体式在线自动平衡装置的靶向控制系统，包括传感器(01)、数据采集装置(02)、执行器(04)，其特征在于：还包括由数采器(031)、定位器(032)、转换器(033)、分配器(034)和编译器(035)组成的控制器(03)，数采器(031)，用于接收被测设备(B)的实时振动信号，提取其中的一倍频信号；

定位器(032)，利用所述一倍频信号计算所述被测设备(B)的不平衡量的量值和相位；

转换器(033)，将所述不平衡量的所述量值转换为平衡装置(C)抵消所述不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；

分配器(034)，根据所述不平衡量的量值和相位，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；

编译器(035)，将所述控制时长形成相应的控制指令输出，驱动执行器(04)控制所述储液腔中液体的注入或流转。

11.利用权利要求10所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制系统，控制液体式在线自动平衡装置对被测设备进行动平衡的控制方法，其特征在于以下步骤：步骤1、靶向控制系统初始化，设定影响系数；

步骤2、传感器(01)采集被测设备(B)的实时振动信号，通过数据采集装置(02)传送至控制器(03)；

步骤3、数采器(031)接收实时振动信号，通过相关滤波提取其中的一倍频成分，当振动信号为位移信号时，通过矢量法消除一倍频信号中的偏摆信号；

步骤4、定位器(032)根据设定的影响系数，通过影响系数法获得被测设备(B)的不平衡量的量值和相位；

步骤5、转换器(033)利用不平衡量的量值和相位，通过自适应法或比例系数法，获得执行器(04)动作持续的总控制时间，并对总控制时间进行分区间优化；

步骤6、分配器(034)根据不平衡量的相位采用正弦投影方式，将总控制时间分配到平衡装置(C)的相应储液腔，形成储液腔相应执行器(04)的控制时长；

步骤7、编译器(035)将对相应执行器(04)的控制时长、执行顺序转换为控制指令输出；

步骤8、执行器(04)控制相应电磁阀动作；

步骤9、控制器(03)重复步骤3至8，直至动平衡过程结束。

说明书

液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法及控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种控制系统和控制方法，特别是涉及液体式自动平衡装置的控制系统和控制方法。

背景技术

[0002] 旋转机械在运行过程中，转子不平衡是其最常见的故障之一。为解决该类故障，常常需要不断地停机对设备进行动平衡。传统的动平衡方法利用动平衡机进行动平衡或进行现场整机动平衡，但两种方法均需花费大量的时间和人力、财力，使用不便。在线自动平衡技术是一种无需设备停车即可在线消除设备不平衡故障的技术，理论上该技术不仅能及时、快速地降低设备因不平衡带来的振动，而且可在设备的长周期运行期间，随时调整其不平衡状态，使设备一直运行在良好的平衡状态下。目前该技术已在高精度磨床领域得到了广泛应用，主要的自动平衡装置包括机电式和液体注液式两种。

[0003] 机电式平衡装置内部装有两台微电机，通过精密齿轮系统驱动2个质量补偿平衡块进行转动，两微电机各自地旋转方向和角度均可由微机按振动信号进行控制。该类装置因平衡速度快、具有停机平衡量保持功能等优点，应用较广，但因平衡装置内部有非对称的质量块和复杂的机械传递机构，不适合高速的场合，且因该装置对加工精度的高要求，使得制造困难。

[0004] 液体注液式平衡装置，例如专利号为US3950897的注液式平衡装置，和申请号为201110020818.6的注液式在线动平衡头，通过向和设备同步旋转的平衡装置储液腔中注入适量的液体，达到自动平衡的目的。该类装置结构简单，适合于高速的场合，但平衡能力随平衡次数的增加而减少，不具备停机保持功能，注液时的液体飞溅也对环境有影响，这几方面的缺点限制了该类装置的发展。由于现有的平衡装置均有由自身结构决定的无法避免的缺陷，限制了它们的使用场合。

[0005] 针对上述结构缺陷，存在一种改进的气压液体式平衡装置，该装置的基本工作原理为利用压缩空气驱动平衡液体在液腔间流动转移，工作时，平衡装置与被测设备同步旋转，当被测设备的振动值超出许用值时，平衡装置启动，以压缩空气为动力源，驱动平衡液经连通管在储液腔之间作可控性流动，以改变平衡装置自身质量分布的方式，在线平衡被测设备，实现被测设备的质量平衡。平衡过程中无需被测设备停车，当被测设备的振动值降低至允许值以下后，平衡装置停止动作，直至被测设备的振动幅值再次超标。

[0006] 例如申请号为201110457792.1的气压液体式转子在线自动平衡执行器，如图1和图2所示，主要由平衡盘和气源分配器两部分组成，圆形的平衡盘底盘上沿圆周周边均布扇面形的储液腔（即储液室），内充平衡液，平衡盘随被测设备同步旋转，而气源分配器静止不动，用于将压缩空气导入旋转部件中。压缩空气驱动平衡液在位置相对的两个储液腔之间按指定方向转移流动，实现旋转被测系统的自动平衡。

[0007] 对于注液式或气压液体式自动平衡装置的控制方式，目前较常用的方法为寻优法。以注液式平衡装置为例，其基本原理为：先向某一容腔试喷液体，看振幅增大还是减小，如振幅增大，则说明该方向不对，试喷储液腔改变，按顺序向下一个相邻的容腔喷液；如振幅减小，则说明有平衡效果，继续在此容腔喷液，一直到振幅再次变大时，再向下一个相邻的容腔喷液。如此循环，一直达到要求的平衡精度为止。在此方法中，不预先计算不平衡量的量值和相位，虽然简便易行，但运行效率低，平衡时间较长，需要向多个储液腔进行试液操作，不可避免的存在多次错调的现象，不利于设备的安全运行。

[0008] 如果平衡装置在执行命令前，已经精准地定位出不平衡量的量值和相位，系统即可有确定目标的的进行注液或注气操作，和上述寻优法相比，不仅省去了多次试喷的过程，缩短了平衡时间，使得执行效率更高，而且在这种靶向抑制不平衡故障的过程中，系统振动幅值将单调下降，避免了错调现象的发生。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种控制方法，解决液体式在线自动平衡装置不能准确定向消除不平衡量带来的振动的技术问题。

[0010] 本发明的另一个目的是提供一种靶向控制系统，解决液体式在线自动平衡装置中注液或注气的顺序、时长与旋转设备动平衡状态难以准确匹配的技术问题。

[0011] 本发明的液体式在线自动平衡装置的靶向控制方法，包括以下步骤：

[0012] 从接收的实时振动信号中，提取被测设备的一倍频信号；

[0013] 利用所述一倍频信号计算所述被测设备的不平衡量的量值和相位；

[0014] 将所述不平衡量的所述量值转换为平衡装置抵消所述不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；

[0015] 根据所述不平衡量的量值和相位，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；

[0016] 根据所述储液腔的所述控制时长输出控制指令，控制所述储液腔中液体的注入或流转。

[0017] 所述提取被测设备的一倍频信号通过对所述接收的实时振动信号进行跟踪滤波获得；

[0018] 当所述接收的实时振动信号为振动位移信号时，所述振动位移信号中包含的所述被测设备的偏摆信号，通过矢量法消除，其步骤为：

[0019] 1）低速启动被测设备，测量此时被测设备的振动幅值和相位，记为

[0020] 2）提升被测设备转速至工作状态，测量此时被测设备的相应振动参数，记为[0021] 3）两种状态时被测设备相应振动参数之差，为设备工作状态下的一倍频信号，记为

[0022] 所述被测设备的不平衡量的量值和相位通过影响系数法获得，包括以下步骤：

[0023] 1）通过试重，测定被测设备的影响系数，包括影响系数的量值和相位，记为[0024] 2）根据所述被测设备的一倍频信号，求出被测设备不平衡量的量值和相位，记为[0025] 当所述被测设备为各向异性时，所述试重采用多点试重，确定影响系数的量值和试重角度间的关系，记为

[0026] 根据所述被测设备的一倍频信号，得出不平衡量所在相位，记为

[0027] 将相位θ带入f(θ)中，得出此相位下的影响系数 ；

[0028] 当所述被测设备为各向同性时，所述试重为一点试重；

[0029] 当所述被测设备为各向异性时，所述多点试重的优选为四点试重，所述试重角度φ为四个正交方向。

[0030] 所述储液腔中液体注入或转移的时间控制量通过自适应法获得，或通过比例系数法获得。

[0031] 所述时间控制量通过分区间方式进行优化，记为：

[0032]

[0033] 所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长通过采用投影方式分解获得；

[0034] 当所述储液腔为四个，所述储液腔中心线对应的相位分别为0°、90°、180°和270°，将所述不平衡质量的相位向相邻的两个储液腔中心线的方向做正弦投影，分解所述时间控制量得到两个储液腔相应执行器的控制时长。

[0035] 所述输出控制指令包括各所述控制时长，和各所述控制时长的执行顺序，执行顺序或为先短后长，或为先长后短，或为长短同时开始，不同时结束，或为长短不同时开始，同时结束，或为长短同时开始，同时结束。

[0036] 本发明的液体式在线自动平衡装置的靶向控制系统，包括传感器、数据采集装置、执行器，其中：还包括由数采器、定位器、转换器、分配器和编译器组成的控制器，[0037] 数采器，用于接收被测设备的实时振动信号，提取其中的一倍频信号；

[0038] 定位器，利用所述一倍频信号计算所述被测设备的不平衡量的量值和相位；

[0039] 转换器，将所述不平衡量的所述量值转换为平衡装置抵消所述不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；

[0040] 分配器，根据所述不平衡量的量值和相位，将所述时间控制量分解为相应所述储液腔的控制时长；

[0041] 编译器，将所述控制时长形成相应的控制指令输出，驱动执行器控制所述储液腔中液体的注入或流转。

[0042] 利用所述液体式在线自动平衡装置的靶向控制系统，控制液体式在线自动平衡装置对被测设备进行动平衡的控制方法，包括以下步骤：

[0043] 步骤1、靶向控制系统初始化，设定影响系数；

[0044] 步骤2、传感器采集被测设备的实时振动信号，通过数据采集器传送至控制器；

[0045] 步骤3、数采器接收实时振动信号，通过相关滤波提取其中的一倍频成分，当振动信号为位移信号时，通过矢量法消除一倍频信号中的偏摆信号；

[0046] 步骤4、定位器根据设定的影响系数，通过影响系数法获得被测设备的不平衡量的量值和相位；

[0047] 步骤5、转换器利用不平衡量的量值和相位，通过自适应法或比例系数法，获得执行器动作持续的总控制时间，并对总控制时间进行分区间优化；

[0048] 步骤6、分配器根据不平衡量的相位采用正弦投影方式，将总控制时间分配到平衡装置的相应储液腔，形成储液腔相应执行器的控制时长；

[0049] 步骤7、编译器将对相应执行器的控制时长、执行顺序转换为控制指令输出；

[0050] 步骤8、执行器控制相应电磁阀动作；

[0051] 步骤9、控制器重复步骤3至8，直至动平衡过程结束。

[0052] 利用本发明的靶向控制系统，可以动态监控旋转设备的不平衡量的量值及相位，快速生成执行器控制指令，调整各储液腔中液体的分布，抵消不平衡量带来的振动，平衡过程中平衡液向目标储液腔逐步逼近，避免了错调现象的发生，使得被测系统的振动值单调降低，节省了平衡时间。

[0053] 本发明的靶向控制方法，利用被测设备的振动信号，确定不平衡量的相位和量值，生成相应的控制指令，控制执行器改变各储液腔中液体的分布，抵消振动，使被测设备在运转过程中可以始终保持动平衡。

[0054] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

附图说明

[0055] 图1为一种平衡盘外置端面安装型气压液体式自动平衡装置的结构示意图；

[0056] 图2为上述平衡盘外置端面安装型气压液体式自动平衡装置的连通管结构示意图；

[0057] 图3为本发明靶向控制系统实施例的结构示意图；

[0058] 图4为本发明靶向控制系统中控制器03的结构示意图；

[0059] 图5为本发明靶向控制系统中控制器03中转换器采用分区间优化时的各区间控制曲线示意图；

[0060] 图6为本发明靶向控制系统中控制器03中转换器采用分区间优化时的预期的振动幅值下降曲线示意图；

[0061] 图7为本发明靶向控制系统中控制器03中分配器利用正弦定理，对具有四个对称储液腔的液体式平衡装置进行总控制时间分配的示意图。

具体实施方式

[0062] 如图3所示，本靶向控制系统的实施例包括传感器01、数据采集器02、控制器03、执行器04，

[0063] 传感器01，用于采集被测设备B工况时的振动状态，生成被测设备B的实时振动信号；

[0064] 数据采集器02，用于提供信号传输通道，传送实时振动信号；

[0065] 控制器03，用于接收实时振动信号，根据内置数据处理模型定位振动源，将振动源的状态数据转换为抵消不平衡量的抑制数据，并将抑制数据转换为改变平衡装置C储液腔中液体分布的控制参数，生成相应的驱动信号；

[0066] 振动源的状态数据包括不平衡量的量值和相位；不平衡量的抑制数据包括抵消不平衡量的抑制向量，液体分布数据，以及液体流动顺序；不平衡量的量值通常包含不平衡量的重量和相应半径；

[0067] 执行器04，用于根据驱动信号驱动其执行机构控制气体或液体流动，改变平衡装置C储液腔中液体的分布状态。

[0068] 传感器01安装在工况状态的被测设备B上，传感器01的信号输出端与数据采集器02的信号输入端连接，数据采集器02的信号输出端连接控制器03的采集信号输入端，控制器03的驱动信号输出端连接相应执行器04的驱动信号输入端，根据液体式自动平衡装置的类型，执行器04的执行机构与平衡装置C相应储液腔的进气端口或注液端口连接。气压液体平衡的液体式自动平衡装置的空气压缩系统A由气源装置A1、过滤装置A2和减压装置A3组成，气源装置A1用于将空气压缩达到预设的压力，过滤装置A2用于去除压缩空气中的杂质获得清洁的压缩空气，减压装置A3用于根据控制器03的控制信号调整压缩空气压力，使其输入执行器04的气体压力达到预设值；控制器03的控制信号输出端连接减压装置A3的控制信号输入端。

[0069] 传感器01采用位移传感器或加速度传感器，不同类型的传感器对应的测量位置也不同：当采用位移传感器时，测量位置应为被测设备B的转子靠近平衡装置的部分或平衡装置上和转子同步旋转的部分；当采用加速度传感器时，测量位置应为平衡装置中静止部件或被测设备靠近平衡装置的轴承座上。数据采集器02采用基于PCI或USB总线的数采卡，也可采用具有实时数据输出功能的数采仪器。控制器03的硬件载体采用处理单元、单片机、工控机或嵌入式系统。执行器04采用若干个对应储液腔数量的两位三通电磁阀，当电磁阀断电时，电磁阀出口和大气相通，当电磁阀通电时，电磁阀出口和储液腔的进气端口相通。气源装置A1采用无油润滑空压机或其它空压设备。

[0070] 本实施例的靶向控制系统控制压缩空气通过开启的电磁阀流入相应的储液腔，驱动储液腔内的液体向对应的储液腔转移，产生平衡质量，消除被测设备B的振动，实现对工况中的被测设备进行动态平衡，在平衡过程中不需要被测设备退出工况状态，动平衡动态调整。

[0071] 如图4所示，控制器03由数采器031、定位器032、转换器033、分配器034和编译器035组成；

[0072] 数采器031，用于接收被测设备B的实时振动信号，提取其中的一倍频信号（工频信号）；

[0073] 定位器032，利用一倍频信号计算不平衡量的量值和相位；不平衡量的量值和相位构成不平衡量的质量向量；

[0074] 转换器033，将不平衡量的量值转换为平衡装置C抵消不平衡量时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动储液腔中液体转移的时间控制量；

[0075] 分配器034，根据不平衡量的量值和相位，将时间控制量分解为相应储液腔的控制时长；

[0076] 编译器035，将控制时长形成相应的控制指令输出，驱动执行器04控制所述储液腔中液体的注入或流转。

[0077] 控制指令包括驱动执行器04执行机构的控制时长，以及各控制时长间的顺序关系。

[0078] 数采器031采用相关滤波（又称跟踪滤波）的方法提取被测设备B振动信号中的一倍频成分。

[0079] 当接收的实时振动信号为振动位移信号时，由于被测设备B偏摆，信号中包含被测设备（B）的偏摆信号时，会对一倍频成分有影响，因此采用矢量法消除偏摆对一倍频成分的影响，矢量法的具体方法如下：

[0080] （1）低速启动被测设备B，测量此时被测设备B的振动幅值和相位，记为[0081] （2）提升被测设备B转速至工作状态，测量此时被测设备B的相应振动参数，记为[0082] （3）两种状态时被测设备B相应振动参数之差，为设备工作状态下实际的振动参数，记为

[0083] 其中， ：被测设备低速下测定的振动向量；

[0084] A0：被测设备低速下测定的振动幅值；

[0085] ：被测设备低速下测定的振动相位；

[0086] ：被测设备工作转速下测定的振动向量；

[0087] A1：被测设备工作转速下测定的振动幅值；

[0088] ：被测设备工作转速下测定的振动相位；

[0089] ：被测设备工作转速下实际的振动向量；

[0090] A：被测设备工作转速下实际的振动幅值；

[0091] ：被测设备工作转速下实际的振动相位。

[0092] 定位器032采用影响系数法确定被测设备不平衡量的量值和相位，影响系数法的具体方法如下：

[0093] （1）通过试重，测定被测设备的影响系数，包括影响系数的量值和相位，即[0094] （2）根据被测设备B相应振动参数，求出系统不平衡量的量值和相位，即[0095] 其中， ：影响系数向量；

[0096] K：影响系数的幅值；

[0097] φ：影响系数的相位；

[0098] ：不平衡量向量；

[0099] M：不平衡量的量值；

[0100] θ：不平衡量所对应相位。

[0101] 当被测设备各向同性时，可以采取定影响系数法（一次试重），只选择一个方位，进行一次试重，测得该设备在试重方向上的影响系数，并近似地认为其它方向的影响系数与该影响系数一致。

[0102] 当被测设备各向异性时，采用定影响系数法，只用一个影响系数去定位不平衡量的位置，会使得定位结果的误差大大增加，进而影响整个平衡装置的平衡精度和平衡速度。需要采用多影响系数法（多次试重），通过多次试重，确定试重相位与影响系数间的函数关系，当确定不平衡量所在相位后，根据该相位确定出此相位对应的影响系数，进而得出不平衡量的量值。多影响系数法的具体方法如下：

[0103] （1）通过多点试重，确定影响系数K和试重角度间的关系，因试重前被测设备处于平衡状态，故试重角度也可认为是不平衡量的相位θ，所以可得

[0104] （2）根据被测设备B振动参数，得出不平衡量所在相位，记为

[0105] （3）将相位θ带入f(θ)中，得出此相位下的影响系数K；

[0106] （4）求出不平衡质量的实际量值M=A/K；

[0107] （5）定位不平衡质量

[0108] 其中，f(θ)：影响系数与不平衡相位间的函数关系。

[0109] 多影响系数法可以进行简化，形成四影响系数法，即通过四次试重，确定四个正交方向的影响系数。实际使用时，通过不平衡量所在相位，近似地选取影响系数，得到较准确的不平衡量。

[0110] 转换器033采用自适应法或比例系数法，将不平衡量量值转换为平衡装置C抵消不平衡时储液腔中液体的分布数据，并形成液体注入或气体驱动液体转移的时间控制量，即相应执行器动作持续的总控制时间（即时间控制量）。

[0111] 利用比例系数法的具体方法如下：

[0112] 通过设定平衡装置C内部，液体注入或转移时的质量流量q，将不平衡量转换为执行器04控制液体或气体注入的总控制时间，即T=M/q。

[0113] 通过对时间控制量的总控制时间进行分区间优化，可以实现控制效率提升。即[0114]

[0115] 其中，q：平衡装置C质量转移时质量流量的预设值；

[0116] T：需要各执行器动作持续的总时间；

[0117] T0：理论计算最长时长；

[0118] T1：理论计算最短时长；

[0119] k：调整系数。

[0120] 针对具体装置的具体结构，例如典型的T0设为4000，k设为0.8，T1设为10，具体表示如下：

[0121]

[0122] 如图5所示，对控制时间进行分区间优化，第一区间用于使振动幅值快速降至较低值，属粗调；第二区间用于逐步将振动幅值降至设定值以下，属精调；第三区间用于忽略小于设定值的振动。

[0123] 如图6所示，通过对总控制时间进行分区间优化，可以实现预期的振动幅值下降曲线。

[0124] 分配器034采用投影的方式分解总控制时间，如利用正弦定理，将总控制时间分配到平衡装置C的各储液腔，形成各储液腔相应执行器的控制时长（即控制时间）。

[0125] 如图7所示，一种平衡装置C为四个对称的储液腔a、储液腔b、储液腔c、储液腔d，储液腔的中心线所对应的相位分别为0°、90°、180°和270°，不平衡质量相位θ位于第一象限。若想实现在θ的角度上总控制时间T，只需将该值向a、b腔中心线的方向做投影，分别得到a、b腔对应电磁阀的打开时间Ta、Tb。

[0126] 同理，可以得到θ位于整个圆周任意位置时，总时间和各腔时间的对应关系如下：

[0127]

[0128] 其中，Ta：储液腔a相应执行器的开启时间；

[0129] Tb：储液腔b相应执行器的开启时间；

[0130] Tc：储液腔c相应执行器的开启时间；

[0131] Td：储液腔d相应执行器的开启时间。

[0132] 编译器035将各储液腔相应执行器的控制时间转换为相应的执行器执行机构控制指令输出，控制指令包含执行器编号和控制时长、执行顺序等参数。

[0133] 例如一种液体式平衡装置，包括四个对称的储液腔a、储液腔b、储液腔c、储液腔d，储液腔的中心线所对应的相位分别为0°、90°、180°和270°。当不平衡质量相位θ处于0°、90°、180°和270°四个位置时，只需向单腔注气或注液；当θ处于45°、135°、225°和315°四个位置时，需同时向两腔注气或注液，且两腔注气或注液时间相同。对于这两种情况，直接执行即可，不需要区分先后。

[0134] 除这八个位置之外，均需两个储液腔注气或注液，存在先后顺序，共有5种方案：（1）先短后长；（2）先长后短；（3）长短同时开始，不同时结束；（4）长短不同时开始，同时结束；（5）长短同时开始，同时结束。通过分析比较，本文认为第（3）种方案效果最佳，即需要两腔注气或注液时，两腔先同时注气或注液，当所需注气或注液时间短的腔达到要求时，首先停止，另一腔继续，直至所需时间长的腔也达到要求。

[0135] 基于上述考虑，编译器035每次输出的控制指令为两条，包含四个参数：（1）同时动作的执行器的编号B1和控制时长T1；（2）继续保持动作的执行器的编号B2和继续控制时长T2。

[0136] 执行器编号的取值范围如下表所示：

[0137]

[0138] 如前所述气压液体平衡的液体式平衡装置，利用本实施例，当被测设备振动幅值高出预定值时，控制器根据旋转系统的振动相位和振动幅值的测量值计算出所需平衡配重的量值和相位，进而计算出两组储液室（4a）、（4c）和（4b）、（4d）中平衡液各自的转移方向和转移质量。

[0139] 通过控制系统对电磁阀（16a）、（16b）、（16c）、（16d）通断时间的调节，利用压缩空气驱动储液室中平衡液流转，可以达到理想的平衡响应速度、平衡灵敏度和平衡调节精度。

[0140] 如前所述液体注入的液体式自动平衡装置，利用本实施例，当被测设备振动幅值高出预定值时，控制器根据旋转系统的振动相位和振动幅值的测量值计算出所需平衡配重的量值和相位，进而计算出相应储液室中需要的平衡液质量。通过控制系统对执行机构电磁阀通断时间的调节，控制液体向各储液室中的注入质量，可以达到理想的动平衡响应速度、平衡灵敏度和平衡调节精度。

[0141] 利用上述液体式平衡装置的靶向控制系统，控制液体式平衡装置对被测设备进行动平衡的控制方法，包括以下步骤：

[0142] 步骤1、靶向控制系统初始化，设定影响系数；

[0143] 步骤2、传感器01采集被测设备B的实时振动信号，通过数据采集器02传送至控制器03；

[0144] 步骤3、数采器031接收实时振动信号，通过相关滤波提取其中的一倍频成分，当振动信号为振动位移信号，通过矢量法消除一倍频信号中的偏摆信号；

[0145] 步骤4、定位器032根据设定的影响系数，通过影响系数法获得被测设备B的不平衡量的量值和相位；

[0146] 步骤5、转换器033利用不平衡量的量值和相位，通过自适应法或比例系数法，获得执行器04动作持续的总控制时间，并对总控制时间进行分区间优化；

[0147] 步骤6、分配器034根据不平衡量的相位采用正弦投影方式，将总控制时间分配到平衡装置C的相应储液腔，形成储液腔相应执行器04的控制时长；

[0148] 步骤7、编译器035将对相应执行器04的控制时长、执行顺序转换为控制指令输出；

[0149] 步骤8、执行器04控制相应电磁阀动作；

[0150] 步骤9、控制器03重复步骤3至8，直至动平衡过程结束。

[0151] 采用上述控制方法，可以快速高效的完成对被测设备的在线自动平衡，解决现有控制技术中的主要缺陷。

[0152] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。