本发明涉及一种旋转机械的动平衡控制系统及方法，属于旋转机械平衡控制领域。
背景技术：
旋转机械高速旋转引起的不平衡是机械振动和噪声的主要来源。如何监测不平衡量并进行实时调整使加速度达到所需精度是旋转机械及其平衡控制领域中需要解决的难题。
发明专利【cn109894285a】提出了一种应用三轴加速度计测量离心机不平衡量的方法，该方法通过对离心机振动的检测判断其工作状态是否处于可接受的平衡状态。【de19539633a1】公开了一种离心机及用于检测旋转部件不平衡的装置，该装置应用加速度传感器检测离心机不平衡引起的振荡信号，并通过与参考信号比较判断离心机平衡状态是否满足要求。发明专利【cn107206399a】和【cn107206399b】公开了一种应用距离传感器提供的离心机振幅信号判断引起不平衡原因的方法。上述参考专利的一个缺点是未给出消除离心机不平衡的解决方案。专利【cn110882853a】公开了一种通过机械结构调整离心机重心位置的方法，但该方法对于大型离心机并不适用。专利【cn111207998a】公开了一种离心机动平衡系统，该系统应用液压系统将油液输送至转臂，并向转臂一端的减重中心孔注油，达到平衡调整的目的。
技术实现要素：
本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法要解决的技术问题是：通过三个位移传感器实时监测旋转主轴的偏摆量，根据检测到的偏摆量值计算旋转机械达到平衡时安装在转盘上的平衡块需要移动的位移值，并控制平衡块动作，达到自动调节动平衡的目的。本发明能够实现旋转机械不平衡力的实时监测和动态调整，同时可适应不同的转速，使动平衡控制灵活方便。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统，包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、通信单元、上位机、主控程序、数据采集卡、控制器、光电开关、电机和质量块、接触开关。
所述主控程序安装于所述上位机内，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述第四位移传感器分别与所述通信单元相连，所述通信单元、所述上位机、所述数据采集卡依次连接，所述控制器、所述光电开关分别与所述数据采集卡相连，所述电机和质量块、所述接触开关分别与所述控制器连接。
所述电机和质量块至少包括一个子电机和质量块，相应地，所述控制器至少包括一个子控制器，所述接触开关至少包括一个子接触开关；所述子控制器与所述子电机和质量块、所述子接触开关对应连接。
所述子电机和质量块成等夹角排列安装在旋转机械的转盘或悬臂上。
所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述第四位移传感器用于测量旋转机械主轴的偏摆量和偏摆角度；所述第一位移传感器与所述第二位移传感器安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第三位移传感器与所述第四位移传感器安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第一位移传感器与所述第三位移传感器位于同一竖直位置；所述第二位移传感器与所述第四位移传感器位于同一竖直位置。
所述主控程序，用于按照预定控制流程，利用所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器测得的主轴偏摆量和偏摆角度数值，以及所述光电开关监测的旋转机械转动位置信息，根据满足预设精度要求的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块位移间的解析关系式，计算得到将旋转机械调整至平衡状态需要的所述子电机和质量块的位移值，并将可实现该位移值对应的所述子电机和质量块的转向、转动量信息发送至所述子控制器。
本发明公开的一种旋转机械动平衡控制方法，用于控制如权利要求1、2、3或4所述的一种旋转机械动平衡控制系统，包括如下步骤：
s11：根据所述光电开关监测的脉冲信号随时间的变化计算旋转机械的转速；
s12：根据预设的所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器的采样点总数n设置位移测量循环次数和单次测量的延时；
s13：位移测量开始，控制所述数据采集卡采集一个周期t所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器输出的位移信号，同时控制所述光电开关采集一个周期的脉冲信号；
s14：将所述位移信号和所述脉冲信号分别保存为数组，分别分离所述数组，并搜索数组中的最大位移值及其对应的第一索引值n1和脉冲起始时刻对应的第二索引值n2；
s15：根据所述第一索引值n1和所述第二索引值n2计算旋转机械主轴偏摆角相位差，如果采集到的位移最大值滞后于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2π(n1-n2)/(n-1)；如果采集到的位移最大值先于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2π(n1-n2)/(n-1) 2π；
s16：应用所述相位差和所述最大位移值，根据由影响系数法推导得到的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块位移间的解析关系式，计算得到所述子电机和质量块的位移值；
s17：等待所述子控制器的空闲信号；如果显示所述子控制器空闲，则启动平衡调整，将所述子电机和质量块的位移值对应的电机转向和转动量信息发送至所述子控制器；
s18：等待所述子控制器返回调整结束信号；当接收到该信号后，启动下一次测量和平衡调整循环。
所述子控制器用于按照预定的控制流程，接收所述主控程序发送的电机转向和转动量信息，并基于该信息控制所述子电机和质量块移动至使旋转机械达到平衡状态的位置；所述子控制器还用于接收所述子接触开关监测到的所述子电机和质量块的位置信息，并将该信息反馈至上位机和主控程序，同时基于该信息判断质量块可达到的最大位移值。
进一步具体地，所述子控制器的控制流程，包括如下步骤：
s21：判断是否初次运行，如果是，读取所述子接触开关的反馈信号，判断质量块是否位于初始位置，如果否，则控制电机将质量块调制值初始位置；
s22：回复所述主控程序本控制器空闲；
s23：等待所述主控程序通过所述数据采集卡发送的平衡调整信息；
s24：如果接收到所述平衡调整信息，回复所述主控程序本子控制器处于工作状态；
s25：根据所述平衡调整信息和所述子接触开关反馈的质量块位置信息，判断本次需调整的位移值是否超出调整极限；如果是，则将该信息反馈至主控程序；如果否，则根据所述平衡调整信息控制所述子电机和质量块以预设的速度移动至所需位置；
s26：调整完成后回复主控程序本控制器空闲；
s27：等待下一次平衡调整信息。
进一步地，所述通信单元与上位机间的通信方式，包括网线通信、蓝牙、无线局域网、串口。
进一步地，所述子电机和质量块为步进电机模组。
进一步地，所述子控制器为单片机；或者，所述子控制器为可编程逻辑控制器；或者，所述子控制器为运动控制卡。
有益效果：
1、本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法，通过实时监测旋转机械旋转主轴的偏摆幅值和偏摆角，并通过应用所述的控制时序，能够实现旋转机械动平衡的实时调整。
2、本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法，通过位移传感器和光电开关的组合实时测量，并通过主控程序对测量信息进行数据解算和向控制器输出平衡控制信息，最终控制电机和质量块移动，达到使旋转机械恢复至平衡状态的目的。
3、本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法，通过多个电机和质量块以及对应的控制器和接触开关能够使旋转机械的平衡调整更加迅速、准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法示意图；
图2是本发明公开的一种用于大型转盘式精密离心机的动平衡控制系统及方法示意图；
图3是本发明公开的一种用于计算旋转机械主轴偏摆角的方法示意图。
其中：1—旋转机械转盘、2—旋转机械转轴、31—第一位移传感器、32—第二位移传感器、33—第三位移传感器、34—第四位移传感器、4—通信单元、5—上位机、51—安装于上位机的主控程序、6—数据采集卡、7—控制器、71-7n—子控制器、8—电机和质量块、81-8n—子电机和质量块、9—接触开关、91-9n—子接触开关、10—光电开关。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2、3所示，本实施例公开一种旋转机械动平衡控制系统，包括第一位移传感器31、第二位移传感器32、第三位移传感器33、第四位移传感器34、通信单元4、上位机5、主控程序51、数据采集卡6、控制器7、光电开关10、电机和质量块8、接触开关9。
所述主控程序51安装于所述上位机5内，所述第一位移传感器31、所述第二位移传感器32、所述第三位移传感器33、所述第四位移传感器34分别与所述通信单元4相连，所述通信单元4、所述上位机5、所述数据采集卡6依次连接，所述控制器7、所述光电开关10分别与所述数据采集卡6相连，所述电机和质量块8、所述接触开关9分别与所述控制器7连接。
所述电机和质量块8至少包括一个子电机和质量块，相应地，所述控制器7至少包括一个子控制器，所述接触开关9至少包括一个子接触开关；所述子控制器与所述子电机和质量块、所述子接触开关对应连接；图中示出的子电机和质量块81值子电机和质量块8n，子控制器71至子控制器7n，子接触开关91至子接触开关9n。
所述子接触开关91、所述子控制器71、所述子电机和质量块81依次相连；所述子接触开关9n、所述子控制器7n、所述子电机和质量块8n依次相连。
所述子电机和质量块81～8n成等夹角排列安装在旋转机械的转盘或悬臂上。
所述第一位移传感器31、所述第二位移传感器32、所述第三位移传感器33、所述第四位移传感器34用于测量旋转机械主轴的偏摆量和偏摆角度；所述第一位移传感器31与所述第二位移传感器32安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第三位移传感器33与所述第四位移传感器34安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第一位移传感器31与所述第三位移传感器33位于同一竖直位置；所述第二位移传感器32与所述第四位移传感器34位于同一竖直位置。
所述主控程序52，用于按照预定的控制流程，利用所述第一位移传感器31、所述第二位移传感器32、所述第三位移传感器33和所述第四位移传感器34测得的主轴偏摆量和偏摆角度数值，以及所述光电开关10监测的旋转机械转动位置信息，根据满足预设精度要求的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块位移间的解析关系式，计算得到将旋转机械调整至平衡状态需要的所述子电机和质量块81～8n的位移值，并将可实现该位移值对应的所述子电机和质量块81～8n的转向、转动量信息发送至所述子控制器71～7n。
所述主控程序51的控制流程，具体实现步骤为：
s11：根据所述光电开关10监测的脉冲信号随时间的变化计算旋转机械的转速；
s12：根据预设的所述第一位移传感器31、所述第二位移传感器32、所述第三位移传感器33和所述第四位移传感器34的采样点总数n设置位移测量循环次数和单次测量的延时；
s13：位移测量开始，控制所述数据采集卡6采集一个周期t所述第一位移传感器31、所述第二位移传感器32、所述第三位移传感器33和所述第四位移传感器34输出的位移信号，同时控制所述光电开关10采集一个周期的脉冲信号；
s14：将所述位移信号和所述脉冲信号分别保存为数组，分别分离这些数组，并搜索数组中的最大位移值及其对应的第一索引值n1和脉冲起始时刻对应的第二索引值n2；
s15：根据所述第一索引值n1和所述第二索引值n2计算旋转机械主轴偏摆角相位差，如果采集到的位移最大值滞后于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2p(n1-n2)/(n-1)；如果采集到的位移最大值先于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2p(n1-n2)/(n-1) 2p；
s16：应用所述相位差和所述最大位移值，根据由影响系数法推导得到的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块81～8n位移间的解析关系式，计算得到所述子电机和质量块81～8n的位移值；
s17：等待所述子控制器71～7n的空闲信号；如果显示所述子控制器71～7n空闲，则启动平衡调整，将所述子电机和质量块81～8n的位移值对应的电机转向和转动量信息发送至所述子控制器71～7n；
s18：等待所述子控制器71～7n返回调整结束信号；当接收到该信号后，启动下一次测量和平衡调整循环。
所述子控制器71～7n用于按照预定的控制流程，接收所述主控程序5发送的电机转向和转动量信息，并基于该信息控制所述子电机和质量块81～8n移动至使旋转机械达到平衡状态的位置；所述子控制器71～7n还用于接收所述子接触开关91～9n监测到的所述子电机和质量块81～8n的位置信息，并将该信息反馈至所述上位机5和所述主控程序51，同时基于该信息判断质量块可达到的最大位移值。
所述子控制器71～7n的控制流程，具体实现步骤为：
s21：判断是否初次运行，如果是，读取所述子接触开关91～9n的反馈信号，判断质量块是否位于初始位置，如果否，则控制电机将质量块调制值初始位置；
s22：回复所述主控程序51本子控制器空闲；
s23：等待所述主控程序51通过所述数据采集卡6发送的平衡调整信息；
s24：如果接收到所述平衡调整信息，回复所述主控程序51本子控制器处于工作状态；
s25：根据所述平衡调整信息和所述子接触开关91～9n反馈的质量块位置信息，判断本次需调整的位移值是否超出调整极限；如果是，则将该信息反馈至主控程序51；如果否，则根据所述平衡调整信息控制所述子电机和质量块81～8n以预设的速度移动至所需位置；
s26：调整完成后回复主控程序51本子控制器空闲；
s27：等待下一次平衡调整信息。
所述通信单元4与所述上位机5间采用网线通信，或者蓝牙、无线局域网、串口等通讯方式。
所述子电机和质量块81～8n为步进电机模组。
所述子控制器71～7n为单片机；或者，所述子控制器71～7n为可编程逻辑控制器；或者，所述子控制器71～7n为运动控制卡。
本实施例公开的一种旋转机械动平衡控制系统及方法，通过四个的位移传感器和一个光电开关的组合实时测量，并通过主控程序对测量信息进行数据解算和向控制器输出平衡控制信息，最终控制电机和质量块移动，达到使旋转机械恢复至平衡状态的目的。另外，本实施例通过多个电机和质量块以及对应的控制器和接触开关能够使旋转机械的平衡调整更加迅速、准确。
在一种可能的实现方式中，所述通信单元与上位机间采用网线通信方式。
或者，所述通信单元与上位机间采用蓝牙、无线局域网通讯方式。
或者，所述通信单元与上位机间采用串口通讯方式。
在一种可能的实现方式中，所述子电机和质量块为步进电机模组；
在一种可能的实现方式中，所述子控制器为单片机。
或者，所述子控制器为可编程逻辑控制器。
或者，所述子控制器为运动控制卡。
图2示出了一种用于大型转盘式精密离心机的动平衡控制系统，包括主控程序51安装于上位机5内；位于离心机转盘1上的第一子电机和质量块81、第二子电机和质量块82、第三子电机和质量块83、第四子电机和质量块84分别与第一子控制器71、第二子控制器72、第三子控制器73、第四子控制器74对应连接；安装于第一子电机和质量块81一端的第一子接触开关91与第一子控制器71连接，安装于第二子电机和质量块82一端的第二子接触开关92与第二子控制器72连接，安装于第三子电机和质量块83一端的第三子接触开关93与第三子控制器73连接，安装于第四子电机和质量块84一端的第四子接触开关94与第四子控制器74连接；安装于离心机转盘1侧面并与第一子电机和质量块81位于相同方向角位置的光电开关10与数据采集卡连接；第一子控制器71、第二子控制器72、第三子控制器74分别与数据采集卡6连接；安装于离心机主轴2侧面的第一位移传感器31、第二位移传感器32、第三位移传感器33、第四位移传感器34分别与通信单元4连接，通信单元4、上位机5、数据采集卡6依次连接；第一位移传感器31与第二位移传感器32安装在主轴2的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；第三位移传感器33与第四位移传感器34安装在主轴2的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；第一位移传感器31与第三位移传感器33位于同一竖直位置；第二位移传感器32与第四位移传感器34位于同一竖直位置；
其中，第一位移传感器31、第二位移传感器32、第三位移传感器33、第四位移传感器34与主控程序51之间通过通信单元4与上位机5之间的网线通信；子控制器71、子控制器72、子控制器73、子控制器74为单片机；主控程序51为安装在上位机内的labview程序。
主控程序51通过labview程序实现的控制流程，具体实现步骤为：
s11：根据光电开关10监测的离心机旋转过程中感应的脉冲信号随时间的变化计算离心机转盘的转速；
s12：设置第一位移传感器31、第二位移传感器32、第三位移传感器33和第四位移传感器34的采样点总数为n，n的数值满足每两个间的采样时间大于所用位移传感器的采样时间；设置位移测量循环次数和单次测量的延时，两者的具体数值可通过实际实验测量得到；
s13：开始位移测量，控制数据采集卡6采集一个周期t第一位移传感器31、第二位移传感器32、第三位移传感器33和第四位移传感器34输出的位移信号，同时控制所述光电开关10采集离心机转盘1旋转一周过程中的脉冲信号；
s14：将测得的位移信号和脉冲信号分别保存为数组，分别利用数组分离函数分离这些数组，并应用元素搜索函数搜索数组中的最大位移值及其对应的第一索引值n1和脉冲起始时刻对应的第二索引值n2；
s15：根据第一索引值n1和第二索引值n2计算离心机主轴偏摆角相位差，计算原理如图3所示，如果采集到的位移最大值滞后于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2p(n1-n2)/(n-1)；如果采集到的位移最大值先于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2p(n1-n2)/(n-1) 2p；
s16：应用计算得到的相位差和测得的最大位移值，根据由影响系数法推导得到的偏摆量和偏摆角与子电机和质量块位移间的解析关系式，分别计算得到子电机和质量的位移；在本实施例中，该解析关系式为
其中δx1、δx2、δx3、δx4分别为第一、第二、第三和第四子电机和质量的位移，系数a和b为由主轴2的安装尺寸和位移传感器与主轴间的相对位置决定的参数，x1、x2、x3、x4分别为第一、第二、第三和第四测得的最大位移值；
s17：等待子控制器71～74的空闲信号；如果显示所有子控制器71～74空闲，则启动平衡调整，将子电机和质量块81～84的位移值对应的电机转向和转动量信息发送至各子控制器71～74；
s18：等待子控制器71～74返回调整结束信号；当接收到该信号后，启动下一次测量和平衡调整循环。
子控制器单片机71～74的控制流程为：
s21：判断是否初次运行，如果是，读取对应子接触开关的反馈信号，判断质量块是否位于初始位置，如果否，则控制电机将质量块调制值初始位置；
s22：回复主控程序51本子控制器空闲；
s23：等待主控程序51通过数据采集卡6发送的平衡调整信息；
s24：如果接收到平衡调整信息，回复主控程序51本子控制器处于工作状态；
s25：根据平衡调整信息和对应子接触开关反馈的质量块位置信息，判断本次需调整的位移值是否超出调整极限；如果是，则将该信息反馈至主控程序51；如果否，则根据平衡调整信息控制对应子电机和质量块以预设的速度移动至所需位置；
s26：调整完成后回复主控程序51本子控制器空闲；
s27：等待下一次平衡调整信息。
上述的一种用于大型转盘式精密离心机的动平衡控制系统及方法采用安装在上位机内的labview主控程序和多个单片机控制器，使得动平衡控制灵活方便，能够适应不同的转速，满足大型精密离心机的平衡控制需求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他险的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种旋转机械动平衡控制系统，其特征在于：包括第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、通信单元、上位机、主控程序、数据采集卡、控制器、光电开关、电机和质量块、接触开关；
所述主控程序安装于所述上位机内，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述第四位移传感器分别与所述通信单元相连，所述通信单元、所述上位机、所述数据采集卡依次连接，所述控制器、所述光电开关分别与所述数据采集卡相连，所述电机和质量块、所述接触开关分别与所述控制器连接；
所述电机和质量块至少包括一个子电机和质量块，相应地，所述控制器至少包括一个子控制器，所述接触开关至少包括一个子接触开关；所述子控制器与所述子电机和质量块、所述子接触开关对应连接；
所述子电机和质量块成等夹角排列安装在旋转机械的转盘或悬臂上；
所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述第四位移传感器用于测量旋转机械主轴的偏摆量和偏摆角度；所述第一位移传感器与所述第二位移传感器安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第三位移传感器与所述第四位移传感器安装在主轴的同一水平位置，它们之间的夹角为90°；所述第一位移传感器与所述第三位移传感器位于同一竖直位置；所述第二位移传感器与所述第四位移传感器位于同一竖直位置；
所述主控程序，用于按照预定控制流程，利用所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器测得的主轴偏摆量和偏摆角度数值，以及所述光电开关监测的旋转机械转动位置信息，根据满足预设精度要求的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块位移间的解析关系式，计算得到将旋转机械调整至平衡状态需要的所述子电机和质量块的位移值，并将可实现该位移值对应的所述子电机和质量块的转向、转动量信息发送至所述子控制器。
2.如权利要求1所述的一种旋转机械动平衡控制系统，其特征在于：所述通信单元与上位机间的通信方式，包括网线通信、蓝牙、无线局域网、串口。
3.如权利要求1所述的一种旋转机械动平衡控制系统，其特征在于：所述子电机和质量块为步进电机模组。
4.如权利要求1所述的一种旋转机械动平衡控制系统，其特征在于：所述子控制器为单片机；或者，所述子控制器为可编程逻辑控制器；或者，所述子控制器为运动控制卡。
5.一种旋转机械动平衡控制方法，用于控制如权利要求1、2、3或4所述的一种旋转机械动平衡控制系统，其特征在于：包括如下步骤，
s11：根据所述光电开关监测的脉冲信号随时间的变化计算旋转机械的转速；
s12：根据预设的所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器的采样点总数n设置位移测量循环次数和单次测量的延时；
s13：位移测量开始，控制所述数据采集卡采集一个周期t所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器输出的位移信号，同时控制所述光电开关采集一个周期的脉冲信号；
s14：将所述位移信号和所述脉冲信号分别保存为数组，分别分离所述数组，并搜索数组中的最大位移值及其对应的第一索引值n1和脉冲起始时刻对应的第二索引值n2；
s15：根据所述第一索引值n1和所述第二索引值n2计算旋转机械主轴偏摆角相位差，如果采集到的位移最大值滞后于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2π(n1-n2)/(n-1)；如果采集到的位移最大值先于脉冲信号发生，则所述相位差计算为2π(n1-n2)/(n-1) 2π；
s16：应用所述相位差和所述最大位移值，根据由影响系数法推导得到的所述偏摆量和偏摆角与所述子电机和质量块位移间的解析关系式，计算得到所述子电机和质量块的位移值；
s17：等待所述子控制器的空闲信号；如果显示所述子控制器空闲，则启动平衡调整，将所述子电机和质量块的位移值对应的电机转向和转动量信息发送至所述子控制器；
s18：等待所述子控制器返回调整结束信号；当接收到该信号后，启动下一次测量和平衡调整循环；
所述子控制器用于按照预定的控制流程，接收所述主控程序发送的电机转向和转动量信息，并基于该信息控制所述子电机和质量块移动至使旋转机械达到平衡状态的位置；所述子控制器还用于接收所述子接触开关监测到的所述子电机和质量块的位置信息，并将该信息反馈至上位机和主控程序，同时基于该信息判断质量块可达到的最大位移值。
6.如权利要求5所述的一种旋转机械动平衡控制方法，其特征在于：所述子控制器的控制流程，包括如下步骤，
s21：判断是否初次运行，如果是，读取所述子接触开关的反馈信号，判断质量块是否位于初始位置，如果否，则控制电机将质量块调制值初始位置；
s22：回复所述主控程序本控制器空闲；
s23：等待所述主控程序通过所述数据采集卡发送的平衡调整信息；
s24：如果接收到所述平衡调整信息，回复所述主控程序本子控制器处于工作状态；
s25：根据所述平衡调整信息和所述子接触开关反馈的质量块位置信息，判断本次需调整的位移值是否超出调整极限；如果是，则将该信息反馈至主控程序；如果否，则根据所述平衡调整信息控制所述子电机和质量块以预设的速度移动至所需位置；
s26：调整完成后回复主控程序本控制器空闲；
s27：等待下一次平衡调整信息。
技术总结