振动信号多重分形分析改进算法

针对振动信号的变化特点,提出一种用多重分形谱描述振动信号复杂性的新方法.给出了振动信号多重分形谱的改进算法,并对振动信号多重分形谱的变化规律进行了仿真和试验研究.结果表明:改进后的多重分形谱反映了振动信号的特征,能够对振动信号进行识别.     

钻柱振动信号的在线监测及应用

钻柱振动信号是一种非常复杂的振动波,它包含了钻柱和钻头自身工况引起的振动、钻头与地层相互作用所激发的振动,钻柱与井壁相互碰撞和粘卡-释放引起的振动等。研究表明,井下钻柱的运动状态、牙轮钻头的磨损状况和岩石的破碎方式的不同,会表现出不同的振动特征。因此,在线监测和分析钻柱振动信号的时域和频域特征,实时识别井下钻具的工作状态,对预防钻具（钻柱和钻头）的早期损坏、减少钻井事故的发生具有重要作用。在调研国内外钻柱振动信号测量方法的基础上,研制了钻柱三轴振动信号的地面测量装置,并进行了现场试验。试验结果表明,通过对振动信号的时域和频域信号的特征分析,对可以识别出钻柱的非稳定工作状态、钻柱粘卡、钻头故障等异常工况,并且通过改变钻压或转盘转速可以消除因钻进参数配合不当二引发的高幅振动,防止钻具的早期损坏。     

多输入多输出正弦振动试验控制系统算法研究及实现

根据多输入多输出系统的解耦补偿思想,设计了多输入多输出正弦振动试验控制系统的控制方案.应用乘法输出不确定性描述了系统模型误差,对控制算法的收敛性进行了理论分析并对其进行了仿真,检验了算法的可行性.以微型计算机为核心,基于VXI总线仪器,构建了试验控制系统.编写了测量与控制软件,实现了驱动信号发生、响应信号的采集和处理.在一悬臂梁上进行了两点正弦振动试验控制,结果表明,算法可以使控制点的响应信号快速、稳定地收敛于参考信号,验证了设计的多输人多输出正弦振动试验控制系统的有效性.     

水下枪械试验舱模态试验分析

本文介绍了一种考核和评定水下枪械模拟试验舱,是否能够满足水下武器试验的模态分析方法.首先用工作模态试验法对水下试验舱进行模态试验分析,其次利用水听器采集水下试验舱的声源及振动源的信号,最后对声源信号进行频谱分析,分析的结果与模态试验分析的结果做对比,最终得出水下枪械试验舱的振动及强度是否能够满足水下武器试验的要求.     

基于振动时域信号并行雨流处理的振动疲劳寿命预估

对振动时域信号进行雨流计数处理构建疲劳载荷谱是进行时域振动疲劳研究的关键.工程实际中的振动信号载荷历程普遍较长,时域样本规模较大,对此类时域信号进行传统雨流计数处理精度差、计算时间长,因此在传统雨流计数的基础上引入了并行雨流计数处理,适用于处理长时间历程的振动信号,特别是含低频信号的振动信号.构建信号的疲劳谱后再结合S-N曲线和损伤累积理论实现了时域振动疲劳寿命的计算.初始程序在Matlab平台上完成,通过执行文件转成Labview程序并编制操作页面,简化操作,实现结果可视化.以航空典型结构加筋板为例,对比疲劳试验结果,验证了所编程序计算的精确性.     

基于小波方法的复杂锥筒振动信号降噪处理

介绍了小波变换在振动试验中的应用现状,并运用小波方法对复杂锥筒振动试验的信号进行了降噪分析,从复杂锥筒振动测试信号中分离出真实的振动信号,提出了适合此类振动信号降噪的可行性分析方法,并通过试验数据验证了该方法的正确性和有效性.     

MIMO混合振动试验中正弦与随机信号分离方法

研究了MIMO(多输入多输出)正弦加随机混合振动试验的控制方法,指出混合信号中正弦信号和随机信号的精确分离是提高控制精度的关键因素。提出了具有滤波特性的相关积分法在时域中识别正弦信号,避免了频域识别的泄露误差问题,详细推导了将给定频率的正弦信号从混合信号中分离出来的公式;数值计算显示该方法的识别精度达到0.44%。以一悬臂梁作为研究对象建立两输入两输出振动试验系统模型,使用比例均方根控制算法和正弦幅值修正法分别对随机振动和正弦振动进行修正,将随机信号控制在参考谱的±3dB以内,将正弦信号的幅值控制在参考值的±10%以内,满足振动试验要求。     

多输入多输出混合振动试验中正弦与随机信号分离方法

研究了多输入多输出正弦加随机混合振动试验的控制方法,指出混合信号中正弦信号和随机信号的精确分离是提高控制精度的关键因素。提出了具有滤波特性的不相关积分法在时域中识别正弦信号,避免了频域识别的泄露误差问题,详细地推导了将给定频率的正弦信号从混合信号中分离出来的公式;数值计算显示该方法的识别精度达到0.44%。以一悬臂梁作为研究对象建立两输入两输出振动试验系统模型,使用比例均方根控制算法和正弦幅值修正法分别对随机振动和正弦振动进行修正,将随机信号控制在参考谱的±3dB以内,将正弦信号的幅值控制在参考值的±10%以内,满足振动试验要求。     

船舶柴油机缸内零部件的振动监测研究

介绍了船舶主柴油机缸内零部件的振动状态监测试验和分析结果.文中对气缸内零部件在不同工作状态下柴油机表面振动信号的特征进行了分析讨论,研究了柴油机机体表面振动激励源的基本特征以及由于活塞撞击引起的机身表面振动特性,并给出了适合于船舶主机振动监测和故障诊断的判据.研究表明,通过监测柴油机表面振动信号来诊断气缸内零部件的工作状态是可行的和有效的.     

基于修正傅立叶级数展开的非稳态振动信号分析

直升机在做机动飞行时,振动信号具有非平稳特性,传统傅立叶变换无法得到这一变化趋势.为了对非稳态信号进行分析,本文基于修正的傅立叶级数展开法对飞行试验中的非稳态信号进行分析,结果显示:采用该方法能够准确给出非稳态信号的振动变化信息.另外,该方法计算量小,具有很好的实时性,可以应用于振动实时监控,以降低试飞风险,保障试飞安全.     

基于MEMS的结构振动无线传感器研究

针对结构振动监测现场传感器布线困难的问题，提出了一种基于MEMS微加速度计的可编程无线振动传感器集成设计方法，并进行了模拟试验。     

基于物联网的爆破振动无线监测系统

针对工程爆破振动监测系统不断提出的新要求,基于新兴的物联网概念,结合无线网络技术,设计并研制了基于物联网的无线爆破振动监测系统。采用ARM为主控芯片的嵌入式操作系统,内嵌无线传输模块实时传输爆破数据,具有RFID设备认证功能和GPS全球卫星定位和精确定时功能,用户仅需登陆终端爆破监测管理系统即可获取爆破现场实时数据。基于物联网的爆破振动无线监测系统,能够大大地降低人工现场布线工作量、组网灵活、综合成本低,可广泛应用于各个领域的工程爆破振动监测,极具应用前景和市场推广价值。     

基于物联网的爆破振动无线监测系统

针对工程爆破振动监测系统不断提出的新要求,基于新兴的物联网概念,结合无线网络技术,设计并研制了基于物联网的无线爆破振动监测系统。采用ARM为主控芯片的嵌入式操作系统,内嵌无线传输模块实时传输爆破数据,具有RFID设备认证功能和GPS全球卫星定位和精确定时功能,用户仅需登陆终端爆破监测管理系统即可获取爆破现场实时数据。基于物联网的爆破振动无线监测系统,能够大大地降低人工现场布线工作量、组网灵活、综合成本低,可广泛应用于各个领域的工程爆破振动监测,极具应用前景和市场推广价值。     

爆破振动监测传感器固定方法研究

为了解决爆破振动监测过程中在土壤、边坡等非理想条件下的测点难于固定传感器及固定可靠度低的问题,在分析爆破振动监测固定传感器现行方法特点及现场监测需求的基础上,提出了在非理想条件下固定振动传感器的新方法——三角台法、万向台法,详细介绍了其结构、原理、操作方法、适用条件及效果分析。三角台法、万向台法在使用条件上软硬互补,解决了在绝大多数情况下的测点固定传感器的难题,和现有的粘贴法固定传感器构成了一套完整的固定方法体系,保证了振动传感器现场安放固定的可靠度以及振动数据的精确度,使爆破振动现场监测细节工作更加科学、规范。     

复杂地质下圆弧形边坡控制爆破的应用研究

针对某铁矿水平巷道掘进爆破效率较低的问题,确定了掏槽方式和爆破参数是其主要影响因素。通过施工现场的试验结果对双楔形、单螺旋、九孔三种掏槽方式加以比较,选取最为合理的掏槽方式和爆破参数。实践表明,采用单螺旋掏槽方式提高了平巷掘进爆破效率,取得了良好的经济效益。     

爆破振动监测传感器固定方法研究

为了解决爆破振动监测过程中在土壤、边坡等非理想条件下的测点难于固定传感器及固定可靠度低的问题,在分析爆破振动监测固定传感器现行方法特点及现场监测需求的基础上,提出了在非理想条件下固定振动传感器的新方法——三角台法、万向台法,详细介绍了其结构、原理、操作方法、适用条件及效果分析。三角台法、万向台法在使用条件上软硬互补,解决了在绝大多数情况下的测点固定传感器的难题,和现有的粘贴法固定传感器构成了一套完整的固定方法体系,保证了振动传感器现场安放固定的可靠度以及振动数据的精确度,使爆破振动现场监测细节工作更加科学、规范。     

爆破振动远程监测系统及应用

互联网时代为爆破振动远程实时监测提供了有力支持,最新开发的TC-4850N无线网络测振系统实现了远程遥控和数据实时传输,不仅改善了振动监测工作条件,还使振动监测更加高效、客观、公正。工程应用实例验证了TC-4850N无线网络测振系统非常有效,其具有良好的推广应用前景。     

Highway Bridge Assessment Using an Adaptive Real-Time Wireless Sensor Network

A real-time wireless sensor network platform capable of maintaining lossless data transmission over several minutes of continuous, high-rate sampling is presented in this paper. The platform was designed specifically to provide the capability to enable expeditious system identification, as well as load rating of highway bridges without compromising the typical data acquisition parameters employed in comparable cable-based tests. Consequently, the hardware signal conditioning interface permits data collection from a variety of sensors typical to structural health monitoring, including accelerometers, strain transducers, and temperature sensors. The embedded software features a proprietary network transmission protocol capable of lossless, real-time delivery of up to 40 measurement channels at an effective sampling rate of 128 samples per second per channel. Documented in this paper is a field study on an end-of-service highway bridge in which ambient vibration monitoring was performed using 60 accelerometers interfaced with 30 wireless sensor nodes operating within one of two simultaneously operating star topology networks. In addition, an experimental load rating of the entire structure was performed through large-scale strain measurement facilitated by the same wireless sensor network platform.     

微型电磁式振动能量采集器的研究进展

随着低功耗无线传感网络和微机电系统的迅速发展,供电问题正成为它们进入实用化、产业化的一大障碍。现有的一个解决方案是微型电磁式振动能量采集器。首先给出电磁式振动能量采集器的工作原理、物理模型和设计原则,然后详细介绍目前国内外各研究小组研制的电磁式振动能量采集器的几何模型、结构参数、输出结果和技术特点,最后简单分析电磁式振动能量采集器面临的困难、挑战和发展趋势。     

轴系振动监测系统的开发与试验验证

针对船舶动力轴系的安全运行考虑,开发出一套综合性的轴系振动在线监测系统,对船舶轴系等动力机械轴系工作状态进行实时监测,通过连续在线监测轴系运行的重要振动参数,及时了解动力装置和轴系的运行状况,为船舶等动力机械安全可靠的运行提供保障。以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统,并在柴油机试验台架上进行试验验证,试验结果表明该轴系振动监测系统能实现较高精度的监测。