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为了实现航空发动机转子叶片的在线振动测量,采用了微波传感技术对发动机转子叶片振动测量进行研究。推导了三自由度叶片机械机构的动力学数学模型,通过状态空间方程得到观测方程和观测向量,进而了解到观测矩阵,其转换矩阵可辨识频率、阻尼比和振幅。建立了一种辨识叶轮失谐时模态性能的仿真模型,解决了微波探头发射波形相位与壳体叶片尖端间隙的拟合关系,对脉冲极值和采样率进行了分析。该方法能较好地进行检测数据的特征提取与分析,获得转子叶片频率、阻尼、振幅等振动信息,得到最大响应频率5 MHz,间隙分辨率为25 μm。改进了转子叶片模态参数辨识和叶间隙振动测量方法,适合在一些苛刻的环境下运作,提升了发动机的振动检测能力。