小波包和模糊熵特征融合的轴承故障诊断

进行轴承多种类型裂纹故障诊断时,为解决单一特征量诊断效率低的问题,提出了基于信号小波包分解的精细时频域分析和模糊熵的特征融合方法。首先对轴承振动信号进行小波包4层分解重构,确定小波包系数模糊熵和频带能量,精细提取振动信号的高低频故障信息特征;然后基于权重指标对模糊熵和频带能量进行融合,构造多种故障状态下轴承信号的特征向量;最后选择适合小样本分类的支持向量机对轴承裂纹故障进行诊断。试验数据处理结果表明,轴承不同裂纹故障状态下,融合特征的方法诊断效率更高,相较于单一特征量识别准确率提高5.0%以上,对10种裂纹故障诊断正确率达到98.0%。     

低温环境下材料膨胀系数和润滑对望远镜负载扭矩的影响

为了深入研究望远镜的负载扭矩随着温度降低而增大的机理,提高低温下伺服系统的跟踪精度。首先分析了轴承摩擦扭矩的各种影响因素和低温对负载扭矩的影响,研究了润滑剂黏度随温度的变化规律,试验对比了有无添加润滑脂情况下负载扭矩的变化,结果表明在低温下无润滑脂时负载扭矩的波动减少并且线性度提高。其次分析了轴承摩擦扭矩和间隙的关系,采用电阻应变片法测量不同材料在不同温度下的热膨胀系数,建立起材料膨胀系数和扭矩的相关特性,结果表明低温下负载扭矩是常温下的6.67倍,而材料尺寸的最大缩短量达到960με。通过对低温负载扭矩机理的研究,可为低温环境下望远镜的精确控制提供理论和试验数据。     

大型天文望远镜摩擦传动系统低速特性的研究

研究了大型天文望远镜摩擦传动系统的运行原理和特性,并进行了实验。结果表明,影响摩擦传动低速稳定运行的因素很多,主要有:编码器的测量误差,环境变化引起的误差,摩擦力矩和电机波动力矩等引起的误差,以及加工制造和安装引起的误差。另外在整个传动链中其它部分的摩擦力矩也不可能是一个定值,也存在力矩波动。结果还表明,利用非线性PID控制算法增益参数非线性变化的特性,可以使得控制系统既能达到响应速度快,无超调的目的,又能增强抵抗影响摩擦传动低速稳定运行因素的能力。实验中,低速可以达到0.2″/s,位置精度为0.032″(RMS),证明了这种方法是行之有效的。     

基于改进STD法的望远镜塔架动态特性研究

为了精确得到某南极天文望远镜塔架的模态参数,为塔架的动力学修改和主动控制减振提供依据,按一点激励、多点加速度响应对望远镜塔架进行了锤击法模态试验。为了消除STD法数据前处理带来的噪声误差,采用改进STD法对塔架进行模态识别,用损失函数法和极点稳态图确定模型阶次,并用实测的功率谱密度验证了所识别模态参数的准确性,在0～100 Hz的频带范围内,误差减少到了3.6%,与常规STD法相比,改进STD法明显提高了模态参数的识别精度。分析结果表明,望远镜塔架第3阶和第4阶的模态阻尼比相对较小,为塔架的薄弱频率,此结果可以作为动力学修改和望远镜主动控制减振系统调试的依据。