随着变频调速技术在压缩机/风机上的应用越来越广泛,由变频器产生的谐波导致的扭转共振问题也越来越突出。扭振的监测与控制对维护旋转机械系统的安全性能具有重要意义。但旋转机械的扭转振动不易被检测。在传统的扭振测量仪器上,通过检测连接到轴的齿轮或光学编码器产生的脉冲序列信号,进行相位解调来得到扭转振动。本文针对现有扭转振动监测与控制的设备在大型机组中安装不便,以及非接触式测齿法需要足够的空间安装等分机构等问题,结合旋转机械叶片振动测量的硬件及虚拟仪器平台,设计并开发了一套基于叶端定时法的转子扭转振动测控方法及系统。力求在测量旋转机械叶片振动的同时实现对其轴系扭转振动的监测与控制。该测控系统采用基于脉冲时序计数的扭振故障快速识别法,将相邻叶片实际到达时间差与理论到达时间差的差值同叶尖角速度相乘得到轴系实时的扭振角位移。本文主要研究了轴的扭转振动理论及扭振固有频率的计算,总结扭转振动分析的一般步骤,整理扭振研究的正确思路,了解扭振的本质。介绍了如何将复杂的旋转机械轴系简化为轴单元、集中质量单元、联轴器单元等建立有限元模型,分析其结构特点和各阶扭转振动特性。通过仿真和实验两种方式验证本文提出的扭振测量方法和控制系统的准确性和可行性。测量压缩机叶轮叶片反射的脉冲时序信号,分析轴系各阶扭振固有频率。利用监测联轴器处扭矩仪等分齿盘的脉冲信号,设计传感器欠采样故障的解决方案,并完善系统快速识别故障叶片的功能,说明了监测系统的扩展性与多功能性。又通过系统转速控制模块在高速扭叶片实验台上制造恒定频率的转速波动,监测实验台机组启停车阶段的扭振幅值变化。并通过改变转速变化率分析影响扭振幅值的主要因素。提出了在实际生产中通过控制转速变化率来降低扭振对旋转机械损害的方法,进一步说明了本系统的实用性。研究结果表明,本文提出的基于叶端定时的转子扭转振动测控方法及系统具有可靠的精度,可用于实际工程测试,为旋转机械扭振测控提供新途径。