微机电系统压电振动台迟滞补偿方法研究

微机电系统（MEMS）压电振动台作为加速度传感器现场标定平台的新秀,能够提供片上物理驱动环境,为加速度传感器的快速重新标定提供持续稳定的加速度信号,然而用于压电振动台驱动的压电材料具有明显的迟滞特性,严重影响平台振动信号的稳定性和连续性。基于上述振动台振动特性,建立基于多项式拟合的压电迟滞模型,采用前馈控制和反馈控制相结合的复合控制方法对压电振动台进行控制和加速度滞后补偿。实验结果表明,在10 V（317 Hz）正弦电压激励下,MEMS压电振动台提供的简谐振动信号的加速度最大误差从1.3g降到了0.05g。     

撒粮报警器抗振性能的测试

依据机械行业标准IB/T 6697-1993规定对联合收割机撒粮报警器进行抗振性能测试,采用试验室自制振动台做为激振设备,对振动台的振动加速度进行调整.对报警器进行了上下、前后、左右三个方向的振动试验;通过对振动台振动信号的分析,振动加速度达到了标准要求,经过振动试验后的撒粮报警器性能良好,符合有关规定.     

位移控制电液伺服振动台加速度谱再现研究

本文提出了一种在位移控制单油缸电液伺服振动台上再现加速度目标谱的方法.在原振动台系统PID位移控制的基础上,引入迭代学习控制算法ILC,建立外部离线offline迭代控制系统模型,实现加速度误差计算,并通过加速度频域二次积分方法,完成加速度误差结果与位移参量的转换,用于修正振动台位移控制输入,从而确保位移控制下目标加速度的轨迹再现.仿真实验结果表明,该方法能够在单油缸位移控制电液伺服振动台上再现加速度谱,控制精度符合误差要求.为在单油缸电液伺服振动台上进行振动特性模拟试验提供了可以借鉴的方法,具有一定的工程应用价值.     

振动传感器自动标定装置

本文提出的振动传感器自动标定装置由IBM—PC微机、专用测控箱和一系列软件包组成。与低频标准振动台、功率放大器和激光测振仪配合,成功地实现了高精度程控扫频信号输出,低频和超低频振动信号计量与失真度分析,振动台定运动量控制和振动传感器的绝对、相对法标定。为一些要求经常进行大量振动传感器标定的部门提供了一种快速、准确和实用的手段。     

气动式振动台理想激励信号的特性

气动式振动台是一类重要的可靠性振动强化试验设备,目前国内尚未对其关键技术及自主研发展开全面研究。根据薄板振动理论建立气动式振动台的力学模型,采用能量法(Rayleigh-Ritz法)分析和计算振动台面的固有频率和正则振型,将用于机械系统动力学分析的传递函数引入到振动台系统,推导气锤安装位置与振动台面任意响应位置之间的力―加速度传递函数,在此基础上,构建气动式振动台的动力学模型,揭示振动台面受到的激励力信号与其加速度响应信号之间的关系,针对振动台的“理想”加速度响应信号,进一步计算与之对应的“理想”激励力信号,并分析该激励信号的特性,为该类设备的性能改善乃至自主研发提供理论指导。     

校准用低频垂直向振动台的研究

对测振传感器进行相对校准或绝对校准,都要求作校准用的振动标准装置中的振动台能提供波形近于理论上正弦的振动运动。根据有关研究报告分析,由振动台台面加速度波形失真引起的加速度校准误差△d_a=±0.36da,其中da为台面加速度失真以百分数计。考虑到振动标准装置的总校准误差还和许多别的因素有关,因此一般均规定波形失真度的数值不大于整个标准装置的校准精度。例如,校准精度为≤±2％时,在装置中工作的振动台的加速度波形失真应不大于2％。     

分裂导线微风振动试验用液压振动台系统研究

文章论述了分裂导线微风振动试验用液压振动台系统的构成和技术特点，提出了改善液压振动台加速度波形失真的机械高频滤波方法，给出了两种机械高频滤波器的结构设计，使液压振动台加速度波形失真率降到10％以下。     

液压振动台非线性摩擦力测量与参数辨识

电液伺服振动试验系统低速和换向时的非线性摩擦力测量和补偿是提高运输环境试验和地震模拟试验等控制精度的重要途径。为了定量获取液压振动台的非线性摩擦力,基于Stribeck效应建立了改进的电液伺服振动试验系统非线性摩擦力理论模型,并结合液压振动台的力平衡方程建立了非线性摩擦力待辨识参数的目标函数。提出一种基于位移闭环控制的简便方法对不同速度下的液压振动台油缸压力差进行测量,得到振动台液压缸与活塞杆之间的摩擦力随速度变化的数值规律。采用基于拟随机序列的混合遗传算法对非线性摩擦力理论模型的4个参数进行了辨识。试验结果证明了本研究方法的可行性,为液压振动试验系统加速度波形失真补偿提供了一定参考。     

振动对尿素罐低温解冻过程的影响研究

利用电动振动台、低温试验箱、SCR尿素罐等设备进行了振动对低温解冻速率影响的试验,主要研究振动因素有振动方向、振动频率和振动加速度。试验结果表明:各种振动条件都有利于提高结冰尿素罐的低温解冻速率,垂直方向的振动影响大于水平方向;振动频率越高,解冻速率越快,但提升效果会随着振动频率的增加而削弱;振动加速度越大,解冻速率越快,且提升效果随着振动加速度的增加而更加明显。     

超低频振动台数字化改造

通过改善振动台标定系统的线性来减小其信号失真度是振动台标定系统的一个关键问题,对振动台标定系统实现数字化标定是技术上的重要发展趋势。本文提出采用主频信号提取技术去除由振动台标定系统的非线性引起而产生的噪声信号和减小振动台标定系统的信号失真度。本文同时提出了一种局部细化傅立叶变换方法和采用了数据库来管理振动台对振动仪器的标定结果,编写了数字化标定软件,设计了采集仪,从而实现了XS型超低频振动台标定系统的数字化改造,提高了标定结果的精度。     

修形人字齿轮振动测试试验台可行性验证

为验证封闭功率流式修形人字齿轮振动测试试验台的可行性,首先,搭建封闭功率流式人字齿轮系统振动测量试验台,依据试验台建立了包含陪试齿轮、试验齿轮以及加载扭力轴的24自由度啮合型弯-扭-轴耦合振动模型;然后,选用设计的某人字齿轮齿面三维修形的试验齿轮作为计算实例,分析了不同扭力轴刚度下,陪试齿轮对试验齿轮啮合线向相对振动加速度的影响。结果表明,在给定工况下,陪试标准齿面人字齿轮对修形人字齿轮的齿面相对振动影响为1.35%,远低于修形齿面18.2%的减振率,因此用该试验台进行人字齿轮传动系统齿面三维修形减振测试切实可行。陪试齿轮对试验齿轮振动的影响程度随着扭力轴刚度增加而增加,故试验中在满足系统强度、传动平稳及布置要求的前提下,应将扭力轴扭转刚度设计的尽量低,应最大幅度地降低扭力轴扭转刚度设计值,以减小陪试齿轮对试验齿轮振动测量的影响。     

工程机械混合动力系统实验台测控系统

为了研究工程机械混合动力系统的机电耦合特性和轴系的振动特性,研制了由柴油机、电动机和液压泵共轴连接组成的工程机械混合动力系统实验台.设计了由工控机、PCI总线控制卡和组态软件组成的实验台测控系统,分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型,确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程.通过在柴油机输出轴的端面布置3个加速度传感器实现柴油机工作时曲轴的振动特性,对不同负载功率下柴油机曲轴的振动特性进行试验测试.测试结果表明,柴油机曲轴的振动能量集中在径向,轴向的振动能量可忽略不计;设计的测控系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试.     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

基于无量纲分析的磁流变隔振器阻尼参数优化

针对被动隔振器件不能自适应调整自身参数以及大型工程隔振项目实物研究成本高且难以实现的缺点,提出了采用无量纲的磁流变隔振器阻尼参数优化的方法。从无量纲的角度对隔振系统进行优化建模。在降低力传递率的同时,兼顾振动位移和加速度,根据隔振系统的动态响应特性对多目标问题进行全局寻优,求得磁流变隔振器的最佳阻尼及其驱动电流。对多频多振幅激励作用下的磁流变隔振器进行阻尼优化仿真,结果表明,优化后的振动加速度有效值减少31.41%,传递到地基上的力有效值减少58.75%。根据无量纲相似理论搭建小尺度台架进行试验,试验表明阻尼参数优化后的振动加速度和传递到地基上的力均得到明显降低。通过仿真和台架试验的相互验证表明了无量纲化参数优化方法的有效性和可行性。     

活塞式压缩机振动测试研究

为了降低压缩机整机的振动烈度和加速度值,找到一种最佳的减振器。针对某型压缩机,在试验现场,进行了振动和噪声测试。分别选取BE-85,BE-160,BE-300等3种型号的橡胶减振器进行测试,测点取在了联接螺栓正上方。通过观察和比较压缩机振动指标,换上减振器后,4个测点振动加速度均被放大。经过FFT分析,发现振动能量主要集中在低频段。10~315Hz,315~1000Hz,10~8000 Hz 3个频段加速度级,满足要求,但振动烈度偏高。所得试验数据和分析结果对压缩机的动态设计、改造具有指导意义。     

磁流变阻尼器抑制转子系统振动试验

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大及运行中故障频发等问题,搭建转子试验台,模拟启停机过程和碰摩、不对中故障。不改变原有支撑形式,安装自主设计的磁流变阻尼器,在不停机的情况下,试验研究阻尼器抑制转子通过临界转速时振动过大及各类故障振动。试验结果表明,阻尼器可以有效抑制转子系统临界转速附近的振动,降幅在60%以上;转子发生碰摩或不对中故障时,阻尼器可以降低其高倍频振动。     

船用舵传动装置试验台架及液压控制系统设计

为实现对某型船用舵传动装置零件间隙、部件同轴度等因素造成的冲击振动特性的研究,构建了船用舵传动装置的缩比试验台架,并针对传动装置设计了关键零件间隙和部件同轴度可调的机械结构。基于振动特性试验对系统平稳性的要求,设计了试验台架液压驱动控制系统,通过仿真和试验研究,验证了液压驱动控制系统满足试验条件,可用于该装置的后期振动试验研究。     

Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System

The design strategies for powertrain mounting systems play an important role in the reduction of vehicular vibration and noise. As stiffness and damping elements connecting the transmission system and vehicle body, the rubber mount exhibits better vibration isolation performance than the rigid connection. This paper presents a complete design process of the mounting system, including the vibration decoupling, vibration simulation analysis, topology optimization, and experimental verification. Based on the 6?degrees?of?freedom vibration coupling model of the powertrain mounting system, an optimization algorithm is used to extract the best design parameters of each mount, thus rendering the mounting system fully decoupled and the natural frequency well configured, and the optimal parameters are used to design the mounting system. Subsequently, vibration simulation analysis is applied to the mounting system, considering both transmission and road excitations. According to the results of finite element analysis, the topological structure of the metal frame of the front mount is optimized to improve the strength and dynamic characteristics of the mounting system. Finally, the vibration bench test is used to verify the availability of the optimization design with the analysis of acceleration response and vibration transmissibility of the mounting system. The results show that the vibration isolation performance of the mounting system can be improved effectively using the vibration optimal decoupling method, and the structural modification of the metal frame can well promote the dynamic characteristics of the mounting system.     

Principal component analysis and blind source separation of modulated sources for electro-mechanical systems diagnostic

Under the only hypothesis of independent sources, blind source separation (BSS) consists of recovering these sources from several observed mixtures of them. As it extracts the contributions of the sources independently of the propagation medium, this approach is usually used when it is too difficult to modelise the transfer from the sources to the sensors. In that way, BSS is a promising tool for non-destructive machine condition monitoring by vibration analysis. Principal component analysis (PCA) is applied as a first step in the separation procedure to filter out the noise and whiten the observations. The crucial point in PCA and BSS methods remains that the observations are generally assumed to be noise-free or corrupted with spatially white noises. However, vibration signals issued from electro-mechanical systems as rotating machine vibration may be severely corrupted with spatially correlated noises and therefore the signal subspace will not be correctly estimated with PCA.This paper extends a robust-to-noise technique earlier developed for the separation of rotating machine signals. It exploited spectral matrices of delayed observations to eliminate the noise influence. In this paper, we focus on the modulated sources and prove that the proposed PCA is available to denoise such sources as well as sinusoidal ones. Finally, performance of the algorithm is investigated with experimental vibration data issued from a complex electro-mechanical system.     

某星载电子设备的动态响应分析

随机振动分析是星载电子设备动力响应分析的重要组成部分.通过对电子设备的实体模型简化处理,建立分析模型,利用有限元分析的方法获得随机振动载荷作用下设备各部位的加速度均方根值等系列响应值,为电路板器件布局优化,整机强度、刚度优化提供参考.进行了随机振动试验,实测典型位置的加速度均方根值,对有限元分析模型参数选择的合理性以及分析结果的准确性进行验证.