印刷机着墨量在线监测的新方法研究

介绍了一种使用超声波传感器在线监测印刷机墨斗中油墨量并进行自动控制的方法,设计了一个由超声波发射器、接收器、电压放大电路、超声波检测电路以及报警电路组成的监测系统.当印刷机墨斗中油墨到达最低线时,系统会发出报警声提示加墨,改进后的系统可以在线显示墨斗中的墨量值,实现了印刷机供墨装置的自动化控制.     

基于AT89C52单片机多超声信号融合系统设计

本文设计并实现了一种多超声信号融合处理系统,主要用于移动机器人超声测距导航。系统针对超声回波信号的特点,使用AT89C52单片机对来自多个超声波传感器的微弱回波信号进行数字处理,并通过RS-232串行口与主机实现通讯。利用该系统,可以完成超声波信号的精确提取及多传感器信息的融合处理,为移动机器人在未知环境下的快速导航奠定了基础。     

考虑多传感器故障的可重构机械臂主动取代分散容错控制

针对可重构机械臂系统位置传感器和速度传感器多故障, 提出一种主动取代分散容错控制方法. 基于可重构机械臂的模块化属性, 设计正常工作模式下的分散神经网络控制器. 利用微分同胚原理将子系统结构进行非线性变换, 将传感器故障转化成伪执行器故障, 设计分散滑模观测器以对多传感器故障进行实时检测, 并利用其输出信号取代故障传感器信号, 实现了多传感器故障情形下可重构机械臂的主动容错控制. 仿真结果表明了所设计的容错控制方法的有效性.     

发明与专利

本发明涉及一种自动检测超声波蒸发代感器的设备及检测方法,该设备包括支撑脚、支撑方架、测量筒、检测装置、储水装置、吸/排水装置、水平泡,通过吸/排水装置向测量筒内注水或抽水,读取蒸发传感器的测量值和水位检测装置的水位值进行运算,获得误差值,通过误差值与标准误差范围对比,从而判断超声波蒸发传感器是否合格。本发明的技术效果是设备结构简单、体积小、测量精度高、测量成本低、自动化程度高、使用维护方便及现场使用效果好,实现了对超声波蒸发传感器故障的有效诊断。     

矿井提升载荷监测装置的设计

针对大部分煤矿采用定期停产检查或者更换钢缆等方法来确保提升机钢丝绳的运行安全的情况,设计了一种矿井提升载荷监测装置。该装置采用称重传感器实时测试钢丝绳张力值信号,该信号经初步处理后以无线电磁波方式传输到安装在井口的无线信号接收模块,由该模块再将该信号传输到工控机进行数据处理并输出控制信号。同时,该装置可检测定量斗关闭、箕斗到位等开关量参数,这些参数与检测到的钢丝绳张力值相配合,可实现对过载、卡罐、张力不平衡等故障的判断,并进行相应的报警。实际应用表明,该装置能监测到提升机系统的过载、卡罐、张力不平衡等故障,确保了提升机系统的运行安全。     

并联传感器系统压力传感器故障诊断系统设计

在工业生产过程中电子皮带秤普遍采用多个称重传感器输出信号的并联方法,而该方法对多个称重传感器无法独立采集同时无法准确判断故障;应用TI公司MSC1210单片机最小系统和信号分离器,设计一种并联传感器系统压力传感器故障诊断系统,实现多个称重传感器并联应用时的独立采集;发明一种皮带秤称重传感器累计量校准方法,将不断变化的累计量转换成定量值实现并联传感器系统压力传感器故障诊断;结果表明该系统较好实现多个称重传感器的独立采集和故障传感器判断,为皮带秤等计量装置并联传感器系统的技术升级提供有效手段。     

组合式凹版印刷机彩色套准控制系统

介绍了凹版印刷机彩色套印控制系统的组成及原理。分析了利用开关量光电传感器检测Mark线间距以获取套印偏差信号的方法,并根据套印对象模型,提出了套准系统的一种专家控制规则。为印刷单元的套准予系统是以PLC为核心,整机集散控制系统是由586工业控制计算机和PLC构成。该系统运行结果良好。     

基于TDOA的超声波室内定位系统的设计与实现

设计并实现了一种基于射频与超声波信号到达时间差的高精度室内定位系统,用于无线传感器网络中节点的定位和跟踪。系统中位置固定的信标节点周期性同步发射射频信号与超声波脉冲,待定位的移动节点测量接收到的射频和超声波信号的到达时间差,并将此数据采用分时的方式发送至中心控制主机。中心控制主机应用实验中得出的时间补偿参数,计算移动节点与信标节点之间的距离,最后采用极大似然估计算法实现目标的定位。实验结果表明,该系统的平均定位误差在10 cm以内,具有较高的定位精度。     

组合式凹版印刷机彩色套准控制系统

介绍了凹版印刷机彩色套印控制系统的组成及原理,分析了利用开关量光电传感器检测Ｍａｒｋ线间距以获取套印偏差信号的方法,并根据套印对象模型,提出了套准系统的一种专家控制规则。为印刷单元的套准子系统是以ＰＬＣ为核心,整机集散控制系统是由５８６工业控制计算机和ＰＬＣ构成,该系统运行结果良好。     

基于超声检测的新型二元混合气体传感器

目前,国内气体浓度流量传感器存在混合气体的浓度、流量计量准确度低的问题。为解决该问题,在深入研究超声波气体流量计测量原理的基础上,准确分析了超声波计量二元混合气体浓度、流量的影响因子,提出了一种基于超声检测的新型二元混合气体传感器设计方案。以TMS320VC5402 DSP作为控制芯片,简化了硬件设计,提高了数据处理能力。采用信号有效范围检验方法,利用高精度A/D采集超声波回波信号,并运用拉伊达准则去除信号噪声。基于能量阈值法的基峰确定过零检测方法,可准确检测超声波过零点,精确计算超声波传播时间。结合理想气体状态方程等理论,计算、分析了二元混合气体浓度和流量。给出了新型二元混合气体传感器及实施方案,并对氧气、氮气组成的二元混合气体进行了试验验证。试验结果表明,该设计方案的浓度误差小于1%,流量误差小于1.2%。     

一种模拟电路的支持向量机故障诊断方法

系统地提出了模拟电路的最小二乘小波支持向量机故障诊断方法。从测试点得到各种故障状态下的输出电压信号，对输出电压信号进行小波去噪，对信号进行小波分解获取多尺度的低频系数和高频系数，并对小波系数进行处理从而提取出故障特征量，以此作为学习样本来训练最小二乘小波支持向量机，确定其模拟电路故障诊断的模型。雷达系统电路仿真结果表明了模拟电路的小波变换和最小二乘小波支持向量机故障诊断方法取得了较好的效果。     

基于小波分析和分层决策的模拟电路故障识别方法*

针对模拟电路存在较多故障模式的诊断中易出现分类混叠的问题,提出一种小波分析和分层决策的故障识别方法。首先用小波变换方法提取电路的两种故障特征,模糊C均值算法分析故障特征数据的分布特性,以决策树的形式分割各故障子类。通过对决策树节点特征的优化选择,使各故障子类的区分得以最大化。最后按照决策树结构建立分级诊断的故障决策系统,分别以支持向量机和神经网络作为树节点分类器,有效地提高了故障的识别率。该方法应用于高通滤波器电路的故障识别,正确率高于99%,比经典支持向量机多分类方法具有更好的诊断性能。     

约束分段仿射系统的鲁棒一步预测控制

针对一类具有附加有界扰动的离散时间约束分段仿射系统,提出了一种鲁棒低复杂性的模型预测控制方法,即鲁棒一步控制。首先,基于最大鲁棒正不变集,计算系统的最大鲁棒可稳定集并作为第一步预测状态的约束集,使得产生的滚动时域控制器可以在较小的预测时域内控制最大鲁棒可稳定集。然后,在最大鲁棒正不变集外,通过构建线性矩阵不等式来寻找而二次李雅普诺夫函数以证明其鲁棒稳定性。两个步骤分别确保控制器的可行性和闭环系统的鲁棒稳定性。大量的仿真例子表明,和已有的控制方法相比,所得的鲁棒一步控制器具有更低的复杂性。     

一种基于核密度估计的模拟电路故障诊断方法

为解决模拟电路中含有噪声等异常信息给支持向量机的最优分类面建立带来的困难,提出了一种基于核密度估计方法的模拟电路故障诊断新方法。首先提取电路的时域信号统计参数作为故障特征,然后运用核密度估计方法构造模糊隶属度函数,将该隶属度函数应用到模糊支持向量机上进行故障诊断。通过训练模糊支持向量机获得故障诊断模型,实现对电路单故障和多故障的诊断分类,能有效消除特征中噪声和野点的影响。将该方法应用于CSTV滤波电路进行仿真实验,结果表明该方法能突出不同故障的特性并正确有效地诊断出多故障类型,综合诊断正确率达到95%,为模拟电路故障诊断提供了新的技术途径。     

Principal Component Analysis of the start-up transient and Hidden Markov Modeling for broken rotor bar fault diagnosis in asynchronous machines

This article presents a novel computational method for the diagnosis of broken rotor bars in three phase asynchronous machines. The proposed method is based on Principal Component Analysis (PCA) and is applied to the stator’s three phase start-up current. The fault detection is easier in the start-up transient because of the increased current in the rotor circuit, which amplifies the effects of the fault in the stator’s current independently of the motor’s load. In the proposed fault detection methodology, PCA is initially utilized to extract a characteristic component, which reflects the rotor asymmetry caused by the broken bars. This component can be subsequently processed using Hidden Markov Models (HMMs). Two schemes, a multiclass and a one-class approach are proposed. The efficiency of the novel proposed schemes is evaluated by multiple experimental test cases. The results obtained indicate that the suggested approaches based on the combination of PCA and HMMs, can be successfully utilized not only for identifying the presence of a broken bar but also for estimating the severity (number of broken bars) of the fault.     

基于LS-SVM和SVM的气动执行器故障诊断方法

为了解决自确认气动执行器的故障诊断问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归建模和支持向量多分类机(SVM)的执行器故障诊断方法,该方法利用LS-SVM回归建立气动执行器的正常模型,将实际输出与模型输出比较,产生残差作为气动执行器的非线性故障特征向量。利用聚类方法设计了层次支持向量多分类机结构,以残差作为输入建立支持向量多分类机,判断气动执行器故障类型。利用DABLib生成的故障数据对所研究方法进行了验证,并与基于PCA-SVM的故障诊断方法进行了比较,结果表明该方法有效的解决了气动执行器故障诊断的小样本和非线性问题。     

基于Treelet变换的模拟电路故障诊断

针对模拟电路故障诊断中特征向量冗余的问题,提出一种基于Treelet变换的模拟电路故障诊断方法.Treelet变换是一种自适应的多尺度的数据分析方法,适用于对高维数据降维和特征选择。文中首先对被测电路的输出信号采样,将采集到的信号进行Treelet变换,提取故障特征向量,最后将得到的特征向量输入BP神经网络进行故障模式识别。仿真实验结果表明,该方法能够有效地提取电路故障特征。与其他故障特征提取方法相比较,基于Treelet变换的模拟电路故障诊断方法具有较高的故障诊断率和收敛速度。     

PWM型VLSI神经网络在故障诊断中的应用

An improved pulse width modulation (PWM) neural network VLSI circuit for fault diagnosis is presented, which differs from the software-based fault diagnosis approach and exploits the merits of neural network VLSI circuit. A simple synapse multiplier is introduced, which has high precision, large linear range and less switching noise effects. A voltage-mode sigmoid circuit with adjustable gain is introduced for realization of different neuron activation functions. A voltage-pulse conversion circuit required for PWM is also introduced, which has high conversion precision and linearity. These 3 circuits are used to design a PWM VLSI neural network circuit to solve noise fault diagnosis for a main bearing. It can classify the fault samples directly. After signal processing, feature extraction and neural network computation for the analog noise signals including fault information, each output capacitor voltage value of VLSI circuit can be obtained, which represents Euclid distance between the corresponding fault signal template and the diagnosing signal, The real-time online recognition of noise fault signal can also be realized.     

脉冲超声波的发射与接收电路设计

设计了一种应用于超声波液体流量计中的脉冲超声波的发射与接收电路。发射电路由光电隔离电路、场效应管驱动电路及尖脉冲激励电路组成;接收电路由前置放大电路、巴特沃思带通滤波器及自动增益控制电路组成。试验结果显示,此电路性能良好,保证了超声流量测量的精度。     

基于差分进化杂草算法（DE-IWO）的容差模拟电路故障诊断

为提高容差模拟电路参变故障的诊断率,提出了一种新颖的差分进化入侵杂草算法优化多核支持向量机参数的故障诊断方法。通过小波包变换提取被测电路时域响应信号的特征参量,并生成样本数据,经差分进化入侵杂草算法优化多核支持向量机参数,建立故障诊断模型。故障诊断结果表明,所提出的方法能较好地实现模拟电路故障诊断,与现有方法相比,此方法所建立的SVM模型表现出了更好的性能,获得更高的故障诊断正确率。