双参数法辨识叶片同步振动的研究

基于叶尖定时测振原理,对双传感器测量叶片同步振动的双参数分析方法进行理论推导,建立叶片同步振动分析模型并进行计算机仿真,得出双参数辨识叶片同步振动的具体方法.利用自主开发的叶尖定时测振系统在某型号航空设备上成功完成振动检测试验,采用双参数法对试验数据分析处理,准确辨识出叶片同步共振的幅值、固有频率、倍频等参数,所得结果与理论分析基本一致.     

SINS/CNS/SAR组合导航系统中的信息融合算法研究

在SINS/CNS/SAR组合导航系统中,存在量测信息时间不同步及系统容错性差的问题,为了获得高精度滤波结果,设计了一种新的信息融合算法.首先对各子系统量测信息进行野值检测,并对处理后的量测信息进行时间同步处理;然后利用SINS/CNS和SINS/SAR子滤波器分别进行局部滤波得到局部估计值,经系统容错检测后,由主滤波器对局部估计值进行自适应融合,实现全局滤波.仿真结果表明,量测信息时间同步处理可以优化系统定位精度;当系统出现量测异常时,所提出的融合算法可以有效检测故障并进行处理,状态估计值始终维持在稳态附近.新的融合算法能改善导航系统的客错性能,提高导航精度,设计方案具有重要的理论参考价值.     

铯光泵磁力仪测频方法的研究和实现

铯光泵磁力仪需要通过测量磁共振频率换算得到被测磁场值。以全同步测频方法为基础,提出一种改进的测频方法,并进行了误差分析。通过判断连续两次测量中的被测信号周期个数是否一致对计数值进行处理,二者一致时进行频率换算,否则计数值被丢弃。通过该方法可以将最大误差减小到原来的一半。设计了基于FPGA的测频系统,对改进的方法进行验证,结果表明,改进后方法的误差明显下降,证实了改进方法的有效性。被测频率换算成对应磁场值,改进方法的测频的绝对精度满足设计要求。     

多周期同步测频法车速测量系统开发

本文利用多周期同步测频法开发车速测量系统.文章分析了传统测频方法存在的问题、采用多周期同步测频法实现整个测频范围内的等精度测量的原理、以及提高测量精度的方法,给出基于该方法的车速测量系统的软、硬件实现方式,并利用该系统进行实际测试.实验结果表明,该系统具有测量精度高、测量范围大、抗干扰性强等优点,适用于整车测试.     

基于多特征融合与极限学习机的植物叶片分类方法

对植物的分类多通过对植物叶片的分类来实现,为提高植物叶片分类的准确率提出了一种基于多特征融合与极限学习机的植物叶片分类方法.首先对植物叶片彩色图像进行预处理,得到去除叶片颜色与背景的二值图像和灰度图像;然后从二值图像中提取植物叶片的形状特征和不变矩特征,利用灰度图像提取灰度共生矩阵参数作为叶片图像的纹理特征,共得到28维的特征向量,最后采用极限学习机分类策略对特征向量进行训练和测试.在公开的植物叶片数据集Flavia上进行实验,训练分类准确率达到99％ 以上,测试准确率达到98％ 以上.实验结果表明,本文方法可以有效提高植物叶片分类的准确率.     

数字锁相环在电力系统谐波检测中的应用

分析了非同步采样对谐波测量精度的影响,提出采用数字锁相环来同步被测信号的方法。数字锁相环电路采用VHDL语言和可编程逻辑器件设计实现,并用MAX+plusⅡ软件进行仿真。仿真和测试结果表明,所设计的数字锁相环可以很好地跟踪被测信号,如果模值K设为1,当跟踪至180ms时,频率误差仅为0.01Hz。     

边坡测斜管扭转检验与测值修正

为定量了解实际工程中测斜管扭转情况及其检验方法,以及基于测扭结果的变形测值修正方法,给出了专业的测扭仪的应用过程,分析了测斜管扭转成因以及根据实测扭转角度进行测值修正过程,以某电站工程进水口边坡上安装的CF01和CF02两根测斜管为例,采用几何修正和坐标转换的方法对测斜管导槽扭转和测值修正过程进行了深入研究,分析了现有扭转程度对测值的影响。具体工程实例证明本文方法合理可信、所选用的测扭仪可靠,对类似工程具有一定参考应用价值。     

多电位阶跃法区分电化学传感器不同气体信号的原理和方法

该文报道的是一种传感器信号的识别技术.利用多电位阶跃法对电化学传感器检测不同气体得到的信号进行区分.在一个电化学传感器上周期性地施加多个电位阶跃,并同步地采集每个电位下相应的电流信号.对采集的数据按一定的程序进行运算处理后可得到一个气体信号的识别值,将该值与已储存的不同气体信号的识别值进行比较,就可判断被测气体是什么.该技术与传统模式识别技术的差别是用一个传感器取代了前者所需要的传感器阵列.     

同步电动机功率因数补偿模型的建立

针对鞍钢集团大孤山选矿厂车间同步电动机与异步电动机并列运行的特点,研究采用同步电动机过励运行状态补偿母线上无功的方法.推导并建立了同步电动机的补偿模型,并用软件实现了此补偿思想.只要输入期望达到的功率因数值,就可以算出由几台同步电动机参与补偿,并能给出参与补偿电动机的励磁电流值,通过实验验证,根据此模型计算出的励磁电流值对现有励磁装置进行调节,测得被补偿母线上的功率因数与输入期望值近似相等,误差小于0.01.     

井下压力/温度的有缆远程地面直读测量的研究

为获取井下待测地层的压力/温度,提出了一种"压力-空-温度-空"缆芯复用的频率分时传输方法.将脉冲数据与直流能量叠加,以电流形式馈入电缆,实现能量/数据的耦合传输.利用双计数器同步测频消除了 1个字误差,并设计了压力/温度实际值的拟合算法.试验结果表明,该测量方法能够满足井下远距离传输的要求,可与电子压力计配合实现地面直读测量,压力测量精度为0.1%FS,温度测量精度为±0.5℃.     

航空发动机叶片振动微波测量技术研究

对航空发动机叶片振动非接触式的微波测量方式与应变片测量方式进行了对比研究。通过分析应变片应力信号相关模型和算法反算出叶片振幅,并与微波测量结果进行了对比。在模拟叶片上,两种测量方式进行了对比实验,数据结果证明了这种非接触式测量方式的可行性和准确性。该测量方法还可用于其他的旋转叶片的振动测量和分析。     

AI-enabled and multimodal data driven smart health monitoring of wind power systems: A case study

The development of AI has enabled the fault detection of industrial components to be achieved through the combination with deep learning. A detection method combined with deep learning has also emerged for the fault detection of fan blades, such as models based on neural networks using the appearance or sound of the blades. However, the detection model obtained from a single data type often has limitations, such as low accuracy and overfitting. This is also the problem with fan blade detection. In contrast, multimodal data fusion detection models are often more stable. The modality diversity of blade diagnosis is strong, and it can be achieved from multiple modalities such as image, sound, and vibration. To improve the accuracy of fault diagnosis of fan blades, this article proposes a multimodal double-layer detection system (MTDS) based on decision-level and feature-level fusion. The system includes a wind turbine simulation platform and a multimodal detection system. It mainly obtains different modal data of the simulated wind turbine from the image, sound, and vibration signals, including blade images through unmanned aerial vehicle photography, blade vibration signals through electronic vibrators, and blade sound signals through microphones. The highly correlated sound and vibration modal data are fused at the feature level, and a detection model based on the sound and vibration mixed mode is implemented using a sound-vibration-CNN (SV-CNN) proposed in this case. Then, a detection model of the image mode is trained based on the blade image using a Convolution Block Attention Module ResNet (CBAM-ResNet) network. Finally, the detection input of the two modal models is fed into a perceptron to obtain the final prediction result, and the decision-level fusion is implemented to achieve fan blade detection based on multimodal, namely the implementation of MTDS.     

直升机旋翼锥体与动平衡主动调节技术

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡引起的旋翼低频振动过大的问题,提出一种以旋翼锥体为约束、仅通过调整桨叶变距拉杆的主动减振技术.该技术在建立的桨叶挥舞摆振扭转耦合的动力学模型基础上,使用最小二乘辨识方法估计振动频域分量和变距拉杆位移之间的线性模型,从而构造并求解以旋翼锥体为约束条件、低频振动分量为控制目标的二次型性能指标函数,同时将该算法用Simulink模块实现,进行实时化仿真计算,并验证控制结果的有效性.结果表明：该算法约束旋翼锥体的同时能够降低旋翼80%以上的低频振动,而且对桨毂中心升力、扭矩等的影响在0.3%以内,并未对直升机其他动力响应产生不良影响,结合Simulink模型的实时化仿真为直升机锥体和动平衡调整提供了一种工程应用思路.     

船舶推进轴系校中对轴系振动影响分析

随着船舶振动噪声要求的提高,现有的静态校中设计方法不再适用,需要考虑轴系校中过程中不对中量对轴系振动的影响.通过对弹性联轴器处三种不对中型式进行受力分析,获得了不对中激励力数学模型,通过台架试验验证了数学模型的准确性.研究表明:轴系不中激励作用下,1倍频和2倍频以及通频振动计算结果与台架试验相对误差小于20%;校中过程中弹性联轴节处不对中量绝对值越大,所产生的激励的幅值越大,造成的振动也越大.     

小型风机叶片结构损伤识别实验模拟研究

搭建小型风机叶片振动检测实验平台,采集风机叶片振动响应数据,利用自互功率谱法辨别叶片损伤前后的模态参数,通过实验数据对比风机叶片损伤前后固有频率的变化,当风机叶片发生损伤时,其各阶固有频率会下降,且随着损伤程度的增加,各阶固有频率的下降幅度越大,并利用轴向振型差法对叶片损伤进行了定位,在实验室条件下完成了风机叶片结构损伤的识别。     

逆变器非线性运行的同步电动机无源性控制研究

通过严格的理论分析和数学计算,建立了同步电动机在同步坐标系中E-L方程形式的数学模型,给出了逆变器的非线性模型。以这些模型为基础,研究并设计了在负载转矩(转速、位置)为任意时变未知情形下同步电动机的无源性渐近跟踪控制器。该控制器在实现机械控制目标的同时实现了对磁场方向和磁场幅值的控制,即同时实现了磁场矢量控制。仿真结果表明,该无源性控制器可以很好地实现转速和位置的跟踪控制,具有很高的动态控制性能和鲁棒特性。     

表面四电极含金属芯压电纤维的冲击振动传感特性研究

模仿昆虫毛发感受器的结构和功能,设计制备了一种能测量外部振动的表面四电极含金属芯压电纤维(FMPF)冲击振动传感器.采用干压成型法制备了含铂金芯的压电陶瓷纤维胚体,经过高温烧结、涂镀表面电极、高温极化后,制成FMPF传感器.基于压电方程和振动理论,建立了悬臂梁结构的FMPF冲击振动传感器的理论模型,分析了传感信号与冲击振动角度和幅值的关系.把FMPF固定在基体上,搭建了实验系统,测试了FMPF对冲击振动的响应,验证了理论模型.结果表明,FMPF的传感信号和冲击振动的幅值成线性关系,和方向成"8"字形关系.得出了FMPF传感器能够测量冲击振动幅值和方向的结论.     

高定时精度的双屏蔽电容式脉冲传感器的设计

基于叶尖定时测振原理,设计了用于叶尖定时测量的双屏蔽电容式脉冲传感器,并结合预处理电路建立了传感器的控制论模型,对电路系统的带宽计算做了优化.理论计算与仿真表明,该脉冲传感器带宽大、响应快;同时实验结果也表明,传感器具有很高的信噪比和很强的抗干扰能力,能够满足高精度叶尖定时传感器的要求.     

基于变参数环板等效叶片组的叶盘模型耦合振动分析方法

转子系统常见于旋转机械装置中,在航空、电力、化工等工业和民用的诸多行业中发挥着重要作用.转子系统一般由轴和多级叶轮组成,存在强度、疲劳、振动和噪声等一系列问题,亟待通过优化设计等手段提高产品的各项性能.由于每级叶轮都含有由多条叶片构成的叶片组,因此在应用有限元等方法分析时,即便利用了回转周期的性质,转子系统的整体自由度数目依然庞大,优化设计的计算效率有待提高.为了提高转子系统分析的效率,可将根据气动性能要求设计的单级叶盘视为状态已经确定的子系统,在具备足够计算精度的前提下对其有限元模型进行缩聚或简化,以降低整体系统的自由度.文章介绍叶片组模型的等效建模方法,以固有振动特性相近为等效准则,将有限元模型中周向环绕的叶片组等效为变参数圆柱型正交各向异性环形板,并通过理论推导和计算得到了环板模型的几何与材料等物理参数.以航空发动机低压涡轮叶盘模型为例,实现了叶片组的模型等效过程.结果表明,等效方法可在保证精度的前提下大大降低模型的自由度数目,为后续整体转子系统的优化设计提供了高效的叶盘建模方法.     

车辆系统的非线性行驶动力学响应

深入研究车辆在粗糙路面行驶而激励引起的非线性振动响应,对揭示复杂动态响应机理和提升动力学性能具有重要的理论意义与工程价值.首先,本文利用运动非线性机制,建立质心垂向平移和绕质心俯仰的两自由度车辆系统的力学模型,利用拉格朗日方程导出系统的非线性运动微分方程,分析自由振动系统的非线性回复力、势能曲线特性及平衡点稳定性.其次,针对自由振动系统,分析线性近似系统的频率比随参数的变化规律,又利用谐波平衡法分析非线性近似系统的幅频曲线特性.最后,针对强迫振动系统,利用数值方法得到系统的阻尼、路面波长及波幅对幅频响应曲线的影响规律.结果表明,新型车辆模型具有复杂非线性动力学特性,为行驶车辆系统提供参数设计和揭示振动机理提供理论参考.