机械工程学报

作者：张晨宇, 肖友洪, 肖志成, 余亮

单位：1. 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院 哈尔滨 150001;2. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;3. 西北工业大学民航学院 西安 710072;4. 大型客机集成技术与模拟飞行全国重点实验室 上海 200126

关键词：叶尖定时,频谱混叠,固有频率识别,函数波束形成,子空间方法；

基金：国家自然科学基金资助项目(12402405，12474464)。

提出一种函数波束形成方法，用于通过欠采样的叶尖定时信号识别旋转叶片的固有频率。相比于经典的子空间类方法，函数波束形成不需要对信号中的频率个数进行预估，在实际场景下更具应用价值。从常规波束形成的角度出发，推导频率的点传播函数，得到频谱中的频率分量对于波束形成输出的贡献。进一步地，结合频率的点传播函数特性，在互相关常规波束形成的互相关矩阵和输出中引入幂次概念，对频谱中的混叠成分进行抑制，构建函数波束形成的输出量。通过数值仿真和旋转叶盘试验验证所提出的函数波束形成方法的有效性和优越性。结果表明，所提出的函数波束形成方法可以有效抑制频谱混叠，并识别得到目标频率。在信噪比为5 dB时，在给出的数值算例中，所提出的方法可达到100%的识别成功率。在旋转叶盘试验中，对于叶片的两阶固有频率识别的绝对误差不超过1 Hz。

来源：2025年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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