基于Hilbert变换的时变转动惯量测量研究

针对时变转动惯量测量的问题,建立基于扭摆法的时变转动惯量测量模型,提出基于Hilbert变换的时变转动惯量计算方法。根据分析动力学的原理,利用第二类拉格朗日方程建立基于时变转动惯量的单自由度扭摆运动方程。对物体的角位移信号进行Hilbert变换并构造解析信号。利用角位移信号的瞬时角频率和包络信号计算扭摆运动的瞬时无阻尼固有频率。根据瞬时无阻尼固有频率求出物体的转动惯量。利用基于气浮转台的扭摆系统,对转动惯量线性变化的试验样件进行转动惯量测量。由于测量系统采用气浮转台,因此,消除机械摩擦力对转动惯量测量的影响。试验结果表明,试验样件的转动惯量测量值的相对误差小于0.5%,从而验证基于Hilbert变换的时变转动惯量测量方法的有效性。     

大中型航行器转动惯量测量系统的设计

以大中型航行器为被测对象,设计了一套转动惯量测量系统。基于扭摆基本原理,构建了测量系统数学模型。介绍了转动惯量测量系统组成;对测试台总体结构和工作原理进行了详细说明;通过对测量系统误差精度的分析,得出实际工程中忽略系统阻尼影响的可行性。系统实际测量与理论计算结果对比表明,满量程测试精度优于1%。操作简单,维护方便,可对大中型航行器进行转动惯量的精确测量。     

基于扭摆振动的转动惯量识别方法

为了准确识别物体的转动惯量值,考虑了非线性空气阻尼和非线性恢复力对转动惯量识别的影响,建立了基于非线性动力学系统的扭摆振动模型,提出了基于Hilbert变换的转动惯量识别方法。首先,利用扭摆振动获得物体的角位移信号,通过对角位移信号进行Hilbert变换计算角位移信号的包络信号和瞬时相位;然后,利用包络信号和瞬时相位计算扭摆振动的瞬时无阻尼固有频率;最后,根据瞬时无阻尼固有频率识别物体的转动惯量。通过气浮转台实现物体的扭摆振动,利用基于Hilbert变换的算法识别试验样件的转动惯量。试验结果表明,试验样件转动惯量估计值的相对误差小于1%,从而验证了该识别方法的有效性。     

基于阻尼分析的转动惯量测量研究

提出一种用于测量不规则物体转动惯量的系统,该测量系统采用扭摆机构、光电传感器提取摆动周期信息,并对测量值进行详细分析和计算.文章从阻尼分析出发,介绍了扭摆机构振动模型的工作原理,阐述了3种阻尼情况,并导出了转动惯量的求解公式.     

车辆复杂外形零部件转动惯量测量研究与误差分析

在车辆性能的研究中,准确确定车辆重要零/部件,特别是复杂外形零/部件的转动惯量显得非常重要.详细地描述了利用扭摆法测量复杂车辆零/部件转动惯量的原理与方法.分析计算转动惯量测量误差与工作台倾斜角及被测工件基本外轮廓尺寸的关系,对一个规则标准试件进行实测,其平均测量误差为0.224%,表明利用扭摆法对车辆复杂外形零/部件转动惯量测鼍精度是可靠的.     

基于扭摆法的转动惯量自动测试设备结构设计

介绍了转动惯量测试设备的研究设计;设计了凸轮激发装置和阻尼装置,实现了测试设备的自动化;介绍了该系统的工作原理和结构特点。实际测试结果表明,设备实现了对异形体的高精度测试。     

基于改进HHT的电缆故障定位研究

为了提高电缆故障定位的精确度,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换(HHT)的电缆故障定位方法。针对应用经验模态分解(EMD)方法处理信号的过程中易产生模态混叠现象的问题,提出在进行EMD分解的过程中加入辅助信号的方法,来克服模态混叠现象。然后使用改进HHT对故障行波信号进行分析处理,从而对电缆故障发生点进行定位。通过搭建Matlab仿真模型对电缆故障进行仿真分析,仿真结果表明,该方法在电缆故障测距上具有优越性。     

基于HHT的非平稳信号分析仪的研究

本文介绍了希尔伯特-黄变换（HHT）的原理，首先通过经验模态分解（EMD），信号被分解成一系列固有模态函数（IMF），再通过Hilbert变换得到每个IMF的瞬时频率（IF）和瞬时幅值函数，最终得到原始信号的IF分布和Hilbert谱。Hilbert谱是信号的时间-频率-能量分布。为使HHT能有效分析非平稳信号，引入了改进HHT的方法，即在HHT过程中，将小波包变换（WPT）作为预处理器，外加IMF的筛选。采用虚拟仪器开发技术研制了一台基于HHT的非平稳信号分析仪。最后以HHT去噪为例，介绍了基于HHT的非平稳信号分析仪的应用。     

基于HHT的主动兰姆波金属疲劳裂纹损伤监测研究

由于兰姆波具有频散效应,使得其信号形式较为复杂、分析困难,这就为损伤监测中的模式波包提取带来了很大的难度。利用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)对信号包络进行提取,可以达到简化原始信号、提高损伤监测精度和效率的目的。与利用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)提取信号包络的方法相比,希尔伯特-黄变换的自适应性更强、效率更高,更适合兰姆波分析。通过对铝制薄板中的裂纹扩展监测试验表明,结合了希尔伯特-黄变换的损伤指数法,对兰姆波信号的模式提取更为准确、对裂纹的扩展也更为敏感。     

基于LabVIEW的HHT的研究与应用

本文以LabVIEW为平台对HHT进行过程开发和检验,改变了传统的仅仅依靠数学计算工具Matlab进行信号分析的思想,并且使得HHT算法在计算速度和界面规划方面也得到了改善,同时提出了一些改善HHT的建议.     

复杂形状构件转动惯量的测量方法及误差分析

通过对单摆运动方程的分析,得到了未知物体质心位置条件下测试复杂形状刚体绕定轴转动惯量的方法。最后对测试误差进行了分析。提出了减小测试误差的有效方法。     

无陀螺惯性测量组合机械结构的动态响应分析

弹丸发射的高过载可能导致无陀螺惯性测量组合的机械结构发生变形,引发测量组合内传感器的安装位置误差,从而引发惯性测量组合测试精度的降低或传感器物理结构的损坏.针对无陀螺惯性测量组合对传感器的位置误差非常敏感的问题,利用有限元分析软件ANSYS对某弹载无陀螺惯性测量组合的机械结构进行了弹丸发射瞬间的瞬态动力学分析.根据计算结果,对该机械结构设计方案进行了校核,并对提高机械结构的动态特性提出了建议,为以后的设计和优化奠定了基础.     

船模重心高度和横向转动惯量测量试验的不确定度分析(英文)

船模重心高度和横向转动惯量测量试验测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。参照ITTC推荐规程中试验流体动力学不确定度分析规范,对船模重心高度和横向转动惯量测量试验进行了不确定度分析,给出了船模重心高度和横向转动惯量的偏差极限、精密度极限和总不确定度。重心高度的六次试验平均值的总不确定度占平均值的0.16%,横向转动惯量的六次试验平均值的总不确定度占平均值的5.66%。船模重心高度和横向转动惯量测量试验多次试验平均值的总不确定度和单次试验的总不确定度主要来自精密度极限,提高测量系统的稳定性可以极大的降低多次试验平均值的总不确定度和单次试验的总不确定度。     

介绍一种测定不规则棒形构件径向惯性矩的测定方法

本文介绍了一种一般（不对称）双线摆的结构原理,根据能量法阐述了这种摆幅与巨幅振荡周期的近似解法,同时还说明了该摆的某些特点与优点,用这种方法能够可靠而准确地测量不规则棒形构件的径向惯性矩,并可以不用任何夹具,当摆角ψ0＜40℃时,其测量精确度优于1％。     

2K-V型减速机转动惯量测量方法的研究

以2K-V型减速机为被测对象,提出一种复杂传动装置转动惯量的测量方法,介绍了这种方法测量系统的组成与测量算法的实现,并针对其可行性进行了说明.试验结果表明,用此方法得出的转动惯量与理论计算值有较好的一致性.因此,这种测量方法为复杂传动装置的进一步试验研究和理论研究提供了依据.     

基于数据拟合的机械参数测量模型研究

以机械工程中无法用传感器直接测量或测量十分困难的动态参数为研究对象,根据已知离散数据样本,采用数据拟合理论建立测量模型,解决了2个具有因果性质被测物理量之间函数关系的计算问题,为不易直接监测的机械参数提供了一种间接测量方法。液压打桩锤冲击力和塔式起重机力矩实测研究证明该方法可行、可靠、可移植性好。     

曲柄滑块机构惯性力部分平衡的研究

指出了以往运用质量代换方法对曲柄滑块机构惯性力进行部分平衡的不足，运用MATLAB编程计算重新描绘出分别考虑一级惯性力和二级惯性力时各惯性力的变化曲线，通过优化程序重新估算了使机构中残存的最大惯性力的最小配重条件，并进行了理论对比。     

新型落体式惯量测量方法研究

为解决传统落体法将阻力矩视为恒定值进行消元引起的惯量测量精度误差较大的问题,将考虑不同阻力因素的阻力矩函数应用到落体法惯量测量中。通过开展落体法惯量测量装置中阻力因素分析,建立了阻力矩与速度和载荷间的关系,提出了通过在两次落体过程中主动构建相同速度和载荷从而通过做差进行有效消元的方法。设计了一套落体法惯量测量装置,并对提出的新型落体法进行了实验研究,重复测量了3个飞轮的惯量值。研究结果表明:新型落体法的惯量测量误差不超过5%,通过在两次落体过程中主动构建相同的阻力影响因素并进行消元能有效减小阻力影响,提高落体法惯量测量重复性和精度。     

汽车传动轴扭矩传递特性分析

介绍汽车传动轴扭矩传递特性和传动轴产生振动的主要原因。分析由传动轴从动节叉转速度变化产生的惯性力矩．横向力偶等引起传动轴的振动及横向力偶产生的原因及其变化关系,提出减少振动的措施。