[发明专利]可转位刀具切削动态信号的工频干扰高精度补偿方法

权利要求书

1.可转位刀具切削动态信号的工频干扰高精度补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

1)采用振动加速度传感器在可转位刀具主轴上非加工切削区域安装振动加速度传感器，采集并保存去均值后的离散数字信号{x(n)}；

2)采用基于矩形窗函数的比值型频谱校正方法对步骤1)所得信号{x(n)}的工频干扰进行频率参数的粗略估计；

3)采用主动移频比值型频谱校正方法对工频谐波的频率参数进行第二次估计；

4)根据频率的第二次估计值对原信号进行近似整周期截取，得到长度为L_z的数字信号；

5)采用频率插值法对截取的信号{z(n)}进行内插；

6)采用折半搜索法对求解近似正周期采样信号的工频谐波参数；

7)构建一个离散数字补偿信号comp(n)，再将离散数字补偿信号comp(n)从原信号{x(n)}减去，即得到工频干扰抑制后的数字采样信号。

2.如权利要求1所述可转位刀具切削动态信号的工频干扰高精度补偿方法，其特征在于在步骤1)中，所述去均值后的离散数字信号{x(n)},其中n＝0,1,…,L-1；变量L为信号的长度且必须为偶数，要求采样频率f_s与可转位刀具的切削特征频率f_c之间满足关系：f_s≥10f_c。

3.如权利要求1所述可转位刀具切削动态信号的工频干扰高精度补偿方法，其特征在于在步骤2)中，所述采用基于矩形窗函数的比值型频谱校正方法对步骤1)所得信号{x(n)}的工频干扰进行频率参数的粗略估计，包含以下子步骤：

a.对原长度为L的信号{x(n)}进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱表示频率为(n-1)·f_s/L简谐波的复数值型谱线，其中f_s表示振动加速度传感器的采样频率；

b.在频谱函数上频率为50Hz附近搜索幅值最大的两条复数值型谱线，表示为y_k及y_k+1，其对应的频率分别为(k-1)·f_s/L及k·f_s/L；

c.根据两条谱线y_k及y_k+1的幅值比例值v＝|y_k|/|y_k+1|，估计工频谐波的频率校正参数，表示为Δk＝-1/(1+v)，并得到频率的第一次估计值

4.如权利要求1所述可转位刀具切削动态信号的工频干扰高精度补偿方法，其特征在于在步骤3)中，所述采用主动移频比值型频谱校正方法对工频谐波的频率参数进行第二次估计，包含以下子步骤：

a.计算间隔为Δf＝f_s/L的两条主动复数值型移频谱线，其对应的频率为：

其中，f_s表示振动加速度传感器的采样频率，表示工频干扰频率的第一次估计值，L表示离散数字信号{x(n)}的长度；

b.利用离散傅里叶变换公式计算f_l与f_h对应的复数值型频谱值y_l与y_h，表示为：

c.根据两条谱线y_l与y_h的幅值比例值v′＝|y_l|/|y_h|，估计工频谐波的频率校正参数，表示为Δk′＝-1/(1+v′)，并得到频率的第二次估计值