织物/指尖接触摩擦振动信号的时频联合分析方法

织物/指尖摩擦振动信号是时域特征和频域特征随时间变化的信号,其在形成丰富的织物触觉质感中具有决定性作用.针对织物/指尖摩擦振动信号,提出一种新的时频联合分析法.该方法主要是基于时频联合分析,提取摩擦信号的频率-时间信息和能量-频率信息,实现对织物/指尖摩擦振动信号的时频局部分析.运用正弦组合信号对时频联合算法进行验证,发现该方法能有效区分不同频率的正弦信号并将其从原始信号中分离.对表面形貌各异的4块织物进行试验,结果表明算法能有效识别人体指纹信号并能提取织物的表面结构信号,满足信号压缩的需求.时频联合分析是对频谱分析的一种补充,为织物/指尖摩擦振动信号的特征分析提供一种新的思路.     

泥浆泵液力端故障诊断技术研究

通过对现有的泥浆泵液力端故障诊断技术的分析研究,并结合泥浆泵的结构及工况特征,提出了振动信号统 计指标与神经网络相结合的液力端故障诊断方法。该方法选取振动信号的有效值、方差、峰值指标、脉冲指标、峭度指 标和裕度指标作为表征液力端振动信号的特征指标;采用动态数据采集仪、压电式加速度传感器采集振动测试信号, 并计算得出振动信号平均特征量;然后通过对振动信号特征指标的归一化处理,构建BP 网络和设置网络参数,将经 归一化处理后的时域统计指标作为训练样本,输入到构建的BP 网络中进行网络训练;经过训练,使BP 网络满足预定 的精度要求。现场应用诊断误差分别为：0.007 7,0.017 9,0.017 7,0.021 6,说明构建的BP 网络的性能能够满足故障 诊断要求。利用统计指标和BP 神经网络结合的故障诊断方法,对泥浆泵故障诊断具有较准确的识别效果,可应用于 泥浆泵液力端的故障诊断。     

经编间隔织物结构参数对振动性能的影响

采用敲击法和模拟地面随机振动法对坐垫用经编间隔织物实施振动力学性能测量,分析其阻尼比、固有频率和刚度等振动特征值,并讨论该3个振动特征值与经编间隔织物结构参数之间的关系.通过敲击法和模拟地面随机振动法对试样施加激励,由两个加速度计对输入和输出的加速度信号进行测量,获得加速度-时间曲线,计算试样的阻尼比、固有频率和刚度.对试样振动传递性能的分析,可用于指导和改进经编间隔织物的结构设计,满足人们对坐垫舒适性的要求.     

基于相关函数的振动结构工作模态参数识别方法

把工作模态参数识别方法中的NEXT法发展为直接利用振动结构的加速度响应信号即可进行结构参数辨识的方法，理论上推导了振动结构相对于速度、加速度信号的脉冲响应函数，以及振动结构加速度响应信号间的相关函数，证明振动结构加速度响应信号间的相关函数与加速度信号的脉冲响应函数具有相同形式的表达式．另外以无约束等截面梁为例，利用梁振动的加速度响应信号间的相关函数作为梁的加速度信号的脉冲响应函数，采用特征系统实现法进行梁的工作模态参数识别，其结果与梁的理论参数值及频域法和利用脉动响应函数的特征系统实现法的识别结果进行了比较，结果表明工作模态识别方法在识别振动结构固有频率方面具有较高的精度．     

基于多重分形的齿轮故障特征提取方法

为提取齿轮的故障特征,提出利用多重分形谱参数来表征齿轮振动信号特征的方法.运用多重分形理论对实测的齿轮振动信号进行分析,计算了振动信号的多重分形谱参数,并对齿轮振动信号多重分形谱参数的变化规律进行了研究.结果表明:齿轮工作状态不同,振动信号的多重分形谱参数△a、△f及fmax发生明显变化.当齿轮出现断齿故障时,△a、△f和fmax均显著增大.多重分形谱参数可定量刻画振动信号的特征,成功识别齿轮断齿故障.     

基于MP稀疏分解与空间点群的机械故障模式表征方法

机械系统产生的振动信号是由多激励力源产生的振动响应的混合,为了实现某一机械故障源和其他振动源的分离,需要对机械故障模式特征进行表征.针对振动信号时域表征难以区分机械故障模式特征的问题,将空间点群引入到故障诊断领域,提出一种具有明显物理特征的基于MP稀疏分解与空间点群的机械故障模式表征方法.以滚动轴承内、外圈故障实测振动信号为实验对象,首先对滚动轴承故障信号进行分段切片化处理.然后对每段切片信号进行MP稀疏分解,将之分解为少数五维原子的线性组合,通过残差信号能量确定分解原子个数.最后从定性和定量两方面对原子的两个维度进行选择,形成二维空间点群,对机械故障模式进行表征.通过与时域信号表征进行对比试验,结果表明该表征方法能够更准确地表征机械故障模式.     

涡街流量信号中管道振动噪声的分析与处理

研究了获取管道振动噪声干扰特征的方法,介绍了基于加速度传感器的管道振动信号的采集.结合涡街流量信号和管道振动信号的频谱分析结果,指出了管道振动信号频率与涡街流量信号的主要干扰分量频率直接相关.研究表明,可通过获取管道振动加速度信号特征,来间接获得涡街流量信号中最主要噪声的频率特征.基于这一研究结论,以管道振动信号的特征信息为参考输入,验证了通过自适应滤波对涡街流量信号中振动噪声的滤波方法.     

车身部件振动环境的实验室模拟方法研究

以某轿车后视镜为例,研究车身部件道路振动信号的实验室模拟方法.首先进行室外后视镜振动信号谱测取,并对振动信号进行处理与分析,获取信号的表征参数与特征;然后,根据能量等效和随机振动的等价模拟原则,将室外道路振动信号与室内台架振动试验标准进行比较,确定室内外当量关系.     

基于穿戴型振动触觉数据腰带的方位提示实验研究

振动触觉数据腰带是将环境信息(主要是方位信息)按照一定规则转换为振动触觉刺激并作用于人腰部的装置.以穿戴型振动触觉数据腰带实验系统为基础,进行触觉提示定位实验,验证了触觉方位提示的有效性和准确性,并在此基础上提出有效的振动触觉编码方式.从人对触觉刺激的主观感知适应性角度,分析比较了有训练和无训练情况下使用者对触觉提示方向定位的准确性.结果表明,适应性训练有助于受试者快速熟悉触觉编码规则,提高辨识准确率.在改进振动触觉编码模式方面,由用单一电机振动表征方位信息,改变为用多个电机同时振动的动态编码方式表征方位信息.实验结果表明,采用动态编码方式的信息提示准确率总体高于单一振动编码,但在某些方向上,人的触觉提示辨识准确率有一定降低.因此今后的改进设计可以针对不同的方位采用混合编码.     

用于盲人的图像振动触觉显示系统设计

为了帮助视觉障碍者以振动触觉方式感知图像信息,设计了一个能自动采集图像信息并将图像轮廓转换为振动触觉刺激的触觉显示系统.该系统主要由摄像头和基于嵌入式系统的8x8振动触觉刺激阵列组成.系统能通过摄像头采集图片信息,提取物体二维轮廓特征,并以顺时针链表形式依次触发振动电机,产生动态振动触觉刺激,让佩戴者通过触觉刺激感知图...     

湿式球磨机筒体振动信号分析及负荷软测量

针对磨矿过程的磨机负荷(ML)难以有效检测,球磨机常运行在欠负荷状态,造成该过程难以实现优化控制和节能降耗的难题,通过综合分析球磨机筒体振动的产生机理、不同研磨条件下振动信号的功率谱密度(PSD)及ML参数与PSD各频段的相关性,提出了采用料球比、浓度及充填率三个负荷参数对ML进行软测量建模的方法.该方法首先将振动加速度的时域信号通过傅立叶变换至频域,然后采用主元分析法(PCA)对振动频谱数据的低、中、高三个频段分别进行降维和特征谱变量的提取,最后利用最小二乘支持向量机(LSSVM)实现特征谱变量与ML参数间的非线性映射.实验结果表明,该算法能够有效地提取频谱变量的谱特征,并具有较高的估计精度.     

火荷载作用下足尺混凝土连续板振动特性的实验研究

实验研究表明加速度振动信号强度和板边约束有很大关系,约束越强加速度幅值越小。当裂缝产生及板与钢梁的发生相对错动时,加速度信号会发生突变。整个升温阶段振动信号大致分为三个阶段,前期和后期信号比较平稳,中期阶段振动信号比较强烈,且伴随有较多的信号突变。梁柱部位的振动信号相对较弱。完全可以通过振动信号监测混凝土板裂缝的开展情况。     

V形冲沟地基处理强夯施工中振动参数的传播规律

为研究强夯加固地基处理施工中的振动传播规律,评定强夯施工的安全距离及对周边环境的影响,对V形冲沟地基处理强夯施工过程中产生的振动进行现场试验,采集不同距离的径向及竖向加速度,并分析加速度峰值、加速度均方根值、速度峰值等振动参数的传播特征,得出强夯施工过程中夯击次数与振动参数的关系,径向加速度与竖向加速度的峰值基本相同,除竖向速度峰值的传播符合线性下降关系外,其余各振动参数传播的衰减规律基本符合负幂函数关系,但各振动参数的衰减速度不相同。经拟合得出各振动参数与传播距离的关系式,可为类似条件下的强夯施工安全距离评估提供参考。     

不同感觉模态下评价织物柔软感的心理物理特性

分别在触觉单模态和视触觉双模态下,采用平置按压和捏持弯曲的触摸方式,通过与参考织物对比评价织物试样的柔软感.采用相关性分析确定影响织物柔软感的主要物理指标,以该指标为刺激量用logistic函数拟合正确判断率,计算辨别阈值.研究表明,在不同感知模式下,织物柔软感的感官评价符合logistic心理计量函数,且视触觉双模态下捏持弯曲的评价方式对织物柔软性的感知敏感度最高.     

基于快速傅里叶分析法的油浸式变压器绕组振动特性分析

变压器外壳的振动信号是反应变压器运行状态的有效信息。为研究正常运行变压器绕组的振动信号特征,在分析变压器绕组振动原理的基础上,对振动频率及加速度幅值两大特征量进行了讨论。并采用短路电流法进行变压器绕组振动信号测试,统计分析了不同型号、不同容量变压器绕组振动信号的频率分布和振动加速度幅值特点。测试结果与理论分析一致,正常状态下变压器绕组的振动信号频率集中在100 Hz;B相绕组所受电动力大于A、C两相,B相振动加速度幅值最大。结果可对进一步研究基于振动信号的变压器故障诊断技术提供参考。     

油浸式变压器绕组振动特性研究

变压器外壳的振动信号是反应变压器运行状态的有效信息。为研究正常运行变压器绕组的振动信号特征,在分析变压器绕组振动原理的基础上对振动频率及加速度幅值两大特征量进行了讨论。并采用短路电流法进行变压器绕组振动信号测试,统计分析了不同型号、不同容量变压器绕组振动信号的频率分布和振动加速度幅值特点,测试结果与理论分析一致,正常状态下变压器绕组的振动信号频率集中在100Hz;B相绕组的所受电动力大于A、C两相,B相振动加速度幅值最大。本文结果可对进一步研究基于振动信号的变压器故障诊断技术提供参考。     

滚动轴承性能退化过程振动特性研究

基于6205轴承开展滚动轴承性能退化规律研究。首先设计数据采集系统记录振动加速度信号,采用疲劳加速度寿命试验方案,经592小时试验获得6套轴承性能退化过程数据。然后分析振动信号常用时域参数特征,结果表明时域参量在性能退化过程具有相同的规律趋势,并将故障过程定义为早期故障、中度故障、严重故障、预警和性能失效五个阶段。最后,基于振动加速度信号特征分析了性能退化过程的故障发展规律及其特性。研究结果能用于滚动轴承性能退化评价,也能为设备主动维护提供决策依据。     

基于气压式触觉的欠驱动手抓取分类方法

使用一种气压式触觉阵列传感器拾取触觉特征信息,手掌和指尖触觉阵列点的灵敏度和最大重复性误差分别为13.73,10.85 kPa/N和3.54%,2.73%.依靠欠驱动手组建了触觉特征数据集,通过离散卡尔曼滤波方法对气压式触觉传感信息进行降噪处理,结合随机森林分类方法对生活物品进行分类.实验结果表明:气压式触觉传感器灵敏度高且重复度误差小,能够有效感知抓取分类过程中的触觉信息变化,依靠欠驱动手避免了抓取时速度碰撞对分类结果产生的影响,组建数据集时无须复杂的抓取控制方式,结合离散卡尔曼滤波的随机森林分类方法能够有效地完成对物体的识别分类,识别准确率达93.2%.     

气动点触觉再现分析与实验研究

为研究模拟再现虚拟物体的几何形状、材质以及粗糙度等属性信息,提出基于单喷嘴喷气再现点触觉的方法,并建立手指皮肤和喷嘴的流固耦合有限元模型.将触摸小球时采用有限元模型的计算结果作为标准来分析气动喷嘴再现点触觉.提出有效触感宽度的概念,结合应变能密度及SS率等表征触觉的物理量分析了喷嘴直径、接触高度和入口压力对点触觉的影响.实验表明,分析结论与实验结果相符,为气动喷嘴设计提供了很好的参考依据.     

毛巾类织物柔软性测试方法

根据压缩拉伸原理,自行设计了简单而有效的毛巾柔软性测试装置.将毛巾从圆形环孔中穿过,模拟织物柔软性主观评价时人手对织物的触摸作用.应用此测试方法可反映出毛巾织物在低应力作用下的多种力学特征,且操作简单、信息容量大、综合性强.分析毛巾柔软性测试过程中各阶段力学作用特点,获取最优装置尺寸参数与测试速度.同时提出表征毛巾织物柔软性的9个特征指标.