旋转叶片是航空发动机中完成功能转换的重要零部件,由于在极端服役环境下运行且经常变换工况,易产生振动进而诱发故障。因此,监测叶片的异常振动,及时发现叶片出现的结构损伤,对保证发动机运行安全具有重要意义。叶端定时是一项新型非接触式叶片振动在线监测技术,已有的叶端定时测量系统都需要配备参考传感器来实现转速测量和提供时间基准。然而,航空发动机结构复杂及安装空间等限制,造成参考传感器安装困难,导致现有的叶端定时测量方法无法正常使用。论文针对这一问题,对无参考传感器条件下叶端定时测量及参数辨识方法开展研究。论文主要工作包括以下几个方面:1、分析了参考传感器在叶端定时测量中的作用,为替代其作用分别利用同一叶片相邻圈到达时间间隔和叶片转动角度与到达时间的对应关系进行了叶片转速估计,考虑测量中转速波动的影响对估计方法进行相应改进,并提出了一种将叶片到达时间与叶片对应的方法。这些工作为实现无参考传感器条件下叶片振动参数辨识提供了基础。2、针对无参考传感器叶片同步振动参数辨识的需求,推导了叶片振动位移差的计算公式,介绍了有参考传感器叶片同步振动参数辨识的双参数法,并对其进行了改进,在增加一个叶端定时传感器进行测量的条件下,基于对叶片振动位移差的分析,实现了叶片同步振动幅值和倍频(Engine Order)的辨识。数值仿真结果验证了该方法的有效性。3、针对无参考传感器条件下叶片异步振动的测量与分析,对有参考传感器叶片异步振动参数辨识延时采样法的原理进行了分析及改进,在三个叶端定时传感器等间隔安装的条件下,基于对叶片振动位移差的分析,实现了叶片异步振动幅值和频率的辨识。数值仿真结果验证了该方法的有效性。4、针对无参考传感器叶片振动参数辨识方法的实用性验证,制定了实验方案,利用叶端定时测量实验台进行了数据采集,并对实验数据进行了分析,得到的结果验证了虚拟参考信号的生成方法及无参考传感器同步振动参数辨识方法的可行性和有效性。