一种正弦波信号频率幅值的高精度估计方法

为了提高正弦波信号频率和幅值的频域估计精度,提出了窗函数迭代逼近方法.Matlab仿真结果表明,该方法切实可行,估计精度可以提高4~5个数量级,且与频率偏差δ基本无关.     

液力调速风电机组变速恒频双模控制

针对液力调速风电机组应用常规控制方法难以实现恒转速精确控制问题,提出了基于模糊PID控制的双模控制方法.根据液力调速系统的传动原理、设计参数和特性,建立了其动态数学模型,给出基于该传动方式的变速恒频(VSCF)控制方法.结合开环及闭环控制,设计了双模控制系统并给出了频率切换策略.以2MW风电机组为例,利用Matlab/Simulink对机组恒功率工况进行仿真分析.仿真结果表明:基于模糊PID控制的双模控制系统能够准确控制同步发电机恒转速,具有更高的控制精度.     

线性反馈系统开环幅相特性上的一个极值问题

本文通过开环幅相特性的一个变换形式,得到一个表达系统闭环动态品质的有极值函数,求函数的极大值得出系统最佳化参数——最佳截止频率。文中介绍了三阶。系统的实例,得出了有不对称的开环对数幅频率特性的系统优于对称系统的结果。     

旋转机械轴系扭振频率微弱信号的混沌检测方法

利用Duffing随机方程的混沌特性,提出了应用于旋转机械正常扭振频率微弱信号检测的方案.分析了应用Duffing随机方程的检测原理,给出了一种将旋转机械正常运转条件下的扭振响应传感器信号作为Duffing方程周期策动力的摄动,使信号中包含的旋转机械扭振频率在幅值较小时也能得到检测分离的方法.该方法对非检测频率的噪声信号具有免疫力,仿真分析结果表明了所提方法的可行性.     

基于稳态模型的笼型异步电机变频调速运行特性模拟

为使调速系统具有良好的调速性能,利用Matlab/Simulik对笼型感应电机变频调速进行了数学建模,给出了静止坐标系及旋转正交坐标系下的感应电机运动方程组,采用恒压频比控制和恒压变频控制对感应电机运行特性进行数值模拟.仿真结果表明:频率减小,转速降低,磁通变化趋势一致,进入稳态时间短,振动幅值大;频率增大,转速升高,磁通变化反向,进入稳态时间长,振动幅度小.该研究结果为工程上实现平滑调速提供理论参考.     

变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究

利用扭矩遥测系统在线监测轧机传动轴上扭振信号时,信号特征显示轧机发生机电耦合振动.为研究其机理,利用Matlab/Simulink仿真获得了变频器输出电流基波与谐波分量以及由此产生的电机输出谐波力矩,利用ANSYS分析了轧机传动机械系统的固有特性,建立了含非线性刚度、阻尼项的传动机械系统等效动力学模型,揭示了谐波激励与轧机结构耦合机制及特征.仿真计算表明:减小谐波源幅值和增加阻尼均可大幅降低振动能量.     

基于Prony算法的暂态电能质量扰动信号分析

针对电能质量扰动信号特性,提出了一种基于Prony方法的信号分解算法.该方法将指数变换的时频特性与暂态信号特性描述相结合,可以提供各种分量的特征指标,如频率、幅值、相位等,利用最小二乘法得到高精度的拟合,并对暂态电能质量扰动的仿真信号和实测信号进行了分析.结果表明,Prony算法在暂态电能质量扰动信号分析中,可提供有效、准确的分析结果.     

超磁致伸缩执行器动力学模型及数值模拟

为提高超磁致伸缩执行器的控制精度,实现亚微米级的驱动与控制,准确描述执行器的动力学特性是关键环节之一.为建立超磁致伸缩执行器的动力学特性的数学模型,将Terfenol-D 棒作为粘弹性杆连续系统,将Terfenol-D棒在磁场驱动下产生的应变等效为磁-机械转换等效力,建立了执行器系统的一维波动方程,并采用有限元解法求解.模型的计算求解采用迭代方法,易于实现计算机控制.利用Matlab 7.0对不同频率等幅磁场驱动下Terfenol-D棒内的磁场-位移(H-u)曲线进行数值模拟仿真,仿真计算值与实验值误差在10%以内,表明建立的动力学模型能较好地反映磁致伸缩执行器的动力学特性.     

冲击加速度峰值测量中低通滤波器截止频率的影响

中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所,北京100095摘要为了得到冲击测量系统中低通滤波器截止频率对冲击加速度峰值测量结果的影响。本文采用Matlab编程语言,对冲击测量系统中的二阶巴特沃斯型低通滤波器进行仿真,得到对应不同低通滤波器截止频率的冲击加速度峰值测量结果。通过对比测量结果的误差和冲击输入信号的幅频响应,分析不同截止频率对冲击加速度峰值测量结果的影响,得到结论:冲击测量系统中低通滤波器截止频率的选择,应根据测量系统的动态特性和实际冲击输入信号波形的具体形状和变化趋势来合理选择,以满足冲击加速度测量不确定度的要求。     

行星轮断齿故障传递特性分析

目的针对多级齿轮传动系统中行星轮故障信号微弱、难以识别的问题,利用传递特性分析挖掘故障信号的传递关系,提出行星轮故障信号的识别方法。方法以多级齿轮传动系统故障仿真试验台为研究对象,建立其三维刚柔耦合模型并进行ADAMS动态仿真,得到正常及行星轮断齿状态下各级齿轮副的接触力信号,利用试验台测试正常及故障状态下箱体的加速度信号。以接触力信号为输入,试验测试信号为输出,利用系统辨识方法计算得到系统正常及故障状态下的传递函数幅频响应曲线。结果与结论分析各传递路径的成分、幅值及贡献量发现,信号的耦合特性使得定轴齿轮箱中高速级啮合频率周围出现行星轮故障频率,提出利用故障的连带关系识别行星轮故障信号的方法。     

孤岛微网模糊PI下垂控制仿真研究

处于孤岛运行的微电网,通常采用下垂控制方式对其输出电压幅值和频率进行控制.而传统下垂控制策略在微网负荷波动情况下,存在电压幅值和频率难以稳定的问题,提出一种基于模糊PI控制的改进下垂控制策略.该策略引入模糊PI控制,通过采集电压幅值和频率的变化,经模糊推理来实时调整下垂系数,减小了负荷功率波动对系统的影响,提高了微电网的稳定性.通过在Matlab/Simulink中建模仿真,验证了该控制策略的可行性.     

电网电压参数跳变时三相并网逆变器的同步方法

针对二阶广义积分器锁频环在电网同步系统启动和电网电压的参数跳变时会产生频率波动的问题,提出了一种基于自适应锁频环结构的二阶广义积分器的电网同步方法.该方法将反映电网电压的幅值、相位和频率的跳变的电压误差引入锁频环的增益.通过设计合适的锁频环增益,既能够有效抑制相位和幅值跳变引起的频率波动,又能够提高频率跳变时的响应速度.在电网电压正常、不平衡和畸变的情况下对所提出的电网同步方法进行了仿真.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

旋转机械轴系扭振频率微弱信号的混沌检测方法

利用Duffing随机方程的混沌特性,提出了应用于旋转机械正常扭振频率微弱信号检测的方案。分析了应用Duffing随机方程的检测原理,给出了一种将旋转机械正常运转条件下的扭振响应传感器信号作为Duffing方程周期策动力的摄动,使信号中包含的旋转机械扭振频率在幅值较小时也能得到检测分离的方法。该方法对非检测频率的噪声信号具有免疫力,仿真分析结果表明了所提方法的可行性。     

一种行星齿轮裂纹深度评估新特征及其应用

为了实现行星齿轮损伤程度的准确评估,保证行星齿轮损伤程度评估对于开展装备维修的指导作用,建立了行星轮系平移-扭转动力学模型,分析了行星轮系动力学仿真信号频谱幅值与裂纹程度的变化规律,提出了一种新的裂纹深度评估特征:故障频率及多倍频幅值累积量与啮合频率幅值之比（RCMFAM）.与典型的时域、频域特征比较,所提裂纹深度评估特征与裂纹损伤程度具有良好的关联性和较强的一致性.利用齿轮正常、裂纹50%和断齿三种状态的实验数据进行验证,结果表明,所得评估结果与实际裂纹深度基本一致,验证了所提特征的有效性.      

基于鲁棒PID的电液位置伺服控制器的设计研究

针对电液位置伺服系统存在的参数不确定性的特性,提出了一种利用灵敏度函数来确定鲁棒PID控制器参数的整定方法.这种方法通过对系统开环传递函数奈奎斯特曲线与临界稳定点(-1,j0)点之间距离最大化,来确定各个PID参数.与基于幅值与相角裕度确定的PID控制器进行比较,仿真结果显示,使用灵敏度函数整定出的鲁棒PID控制器,在...     

基于双摆模型的单晶炉提拉系统摆动现象动力学分析

针对单晶炉旋转提拉系统在运行中出现的摆动现象进行了建模和数值仿真.将该旋转提拉系统简化为在支座简谐激励下的双摆力学模型,模型中考虑了提拉软轴及提拉头的质量.以及系统的阻尼.应用拉格朗日方程导出了该系统的非线性振动方程并加以线性化,通过模态分析将耦合的双自由度振动方程化为两个单自由度方程.应用Matlab平台进行数值仿真,模拟出了提拉系统振动幅值随旋转频率的变化关系.理论分析结果与实际中观察到的现象一致.研究结果为改善提拉系统的动态性能,减小提拉系统的摆动幅值提供了理论方法和依据.     

三水箱综合实验仿真平台的设计与应用

基于力控组态软件、Excel实时数据库和Matlab语言构建了一个三水箱系统的液位综合实验仿真平台.在综合实验仿真平台中,利用Matlab/Simulink完成三水箱开环系统的建模与仿真过程,选取Excel作为Matlab和力控组态软件通讯之间的动态数据库,利用DDE协议实现了数据传输等功能.最后利用力控组态软件实现三水箱系统的闭环控制、实时监控与报警等功能.     

四相绝对相移键控解调中的频差校正

在实际的四相绝对相移键控(QPSK)数字解调系统中,多普勒频移和接收机本振的中心频率偏移及相位噪声都会引起载波频率和相位的误差.针对这一误差,介绍了开环系统中频差校正原理,然后通过滑动窗口求均值的方法实现平均相位误差校正,并利用Matlab仿真证实,在同样信噪比下,采用平均相差法得到的误码率比直接相差提取的方法低很多.目前,平均相位误差校正方法已应用到实际的QPSK解调系统中,并获得理想的通信效果.     

考虑变位系数的直齿轮啮合特性分析

使用有限元方法研究直齿轮传动的啮合特性.基于APDL建立变位直齿轮副参数化有限元模型,采用显式动力学分析软件LS-DYNA对齿轮副啮合过程进行数值仿真,得到齿轮啮合产生的动态接触力以及动态传递误差,研究了齿轮变位系数对于齿轮啮合特性的影响,将动态传递误差与静态传递误差进行对比,分析了二者产生差异的原因.研究表明不同变位系数下,啮合频率都是主要的频率成分,其他频率成分的幅值受到变位系数的影响,接近固有频率的倍频幅值较大.静态传递误差与动态传递误差在时域和频域上都存在较大区别.     

采用余弦拟合的随机共振反演技术研究

针对当前随机共振反演方法实施过程流程复杂、需要调节的参数繁多、对幅值的估计不准,以及难以处理频率相差较大的多频信号等诸多问题,提出了一种新的采用余弦拟合的随机共振反演算法.该算法采用移频变尺度随机共振检测频率,利用所得频率设计余弦曲线对输入信号进行最小二乘拟合,不需对特殊点进行特别处理,幅值不受波形畸变的影响,因此可以处理频率相差任意大小的多频信号.通过数值仿真和机车走行部故障的诊断,验证了该算法具有较强的工程实用性,同时结合频谱校正技术可以进一步提高该方法的精确性,更准确地检测出信号频率及幅值.