五相永磁同步电机开路故障诊断

针对五相永磁电机的单相(双相)开路故障,提出一种新的故障诊断策略。首先,分析了开路故障发生前、后逆变器端电压的输出特性,得到15种故障状态和正常状态下基波电流在α-β子空间的表达式。正常状态下基波电流在α-β子空间中的轨迹为圆形,而在故障状态为椭圆型,因此可以根据转子转过5个扇区时间内电流轨迹到α-β子空间原点距离的变化率来判定是否发生开路故障。其次,根据不同故障状态下逆变器端电压的输出特性,得到15种开路故障状态下三次谐波电流在基波旋转坐标系的轨迹分布特点。通过对比可知,在不同开路故障下,三次谐波电流轨迹分布的差异性很大,因此可以将轨迹分布特点作为故障定位的依据。在此基础上,分析了电机转速、负载转矩对三次谐波电流轨迹的影响。最后,采用以数字信号处理器为核心搭建的实验平台对所提出的故障诊断策略进行了验证。实验结果表明本文所述故障诊断策略在稳态和动态情况下均可以快速实现故障的判定与定位。     

基于小数据量法计算固体"类流态"的最大Lyapunov指数

为研究固体材料中的非线性振荡"类流态"现象,由高速摄像机拍摄固体"类流态"振荡过程,获得了灰度值振荡时间序列.利用Lyapunov指数的小数据量法,计算出该时间序列的最大Lyapunov指数.由于Lyapunov指数是定量描述混沌吸引子的重要指标,根据最大Lyapunov指数大于零的计算结果,判别固体"类流态"振荡系统处于混沌状态.     

岩石单轴压缩过程变形模量的最大Lyapunov指数分析

应用Lyapunov评价准则对六种岩石单轴压缩过程的变形模量时间序列进行了分析。根据变形模量的变化定性,描述了岩石在加载过程中弹性、塑性和破坏三种状态。通过对岩石三种状态时间序列相应的最大Lyapunov指数进行分析,发现变形模量的变化和Logistic映射周期点点数的变化有着相似之处;岩石全应力-应变曲线中变形模量先由无序状态进入稳定状态,再进入强混沌状态;随着三个状态的演变,相应变形模量的平均演化距离逐渐呈现离散状态。     

移相轨迹及其在全息动平衡中的应用

移相轨迹将转子进动空间划分为恶化及改善转子平衡状态的2个不同的响应区域,在配重方案的搜索过程中具有指导作用.考虑到非对称刚度条件下的椭圆形进动轨迹会造成转子进动角与自转角之间关系的非线性,因此研究了通过相位补偿技术建立转子响应与配重质量之间的方位对应关系,将试重响应初相矢偏移量准确地转化为试重量偏移量,从而实现了对移相轨迹的指导作用.通过对300 MW汽轮发电机组在现场动平衡中的应用,证明了该方法的有效性和准确性.     

基于分形理论的汽轮发电机组故障诊断

分析了汽轮机发电机组的几种常见故障及其表现形式，利用传统的频谱分析方法对某汽轮发电机组进行了状态分析，并研究了该发电机组在不同运行状态下的关联维数，给出了利用分形理论对汽轮机发电机组故障实施故障诊断的判据，利用数字量信息-关联维数作为诊断标准有利于计算机对设备的运行状态进行识别与判断，为机械设备的在线监测与故障诊断提供了可靠的工具，该方法为复杂机械的线监测与故障提供了新的思路。     

煤与瓦斯突出前瓦斯涌出动态混沌特性

为了分析煤与瓦斯突出前瓦斯涌出量时间序列的混沌动力学特征,对某矿突出前的瓦斯涌出量实测数据的时间序列进行了相空间重构,采用G-P算法计算了突出前瓦斯涌出量时间序列的饱和嵌入维数和关联维数,采用Wolf方法计算了最大Lyapunov指数。结果表明:突出前瓦斯涌出量时间序列是一混沌序列,具有混沌特性;对于研究的瓦斯涌出量时间序列,当嵌入空间维数m取6～7时,Lyapunov特征指数趋于稳定值0.074,即为最大Lyapunov指数LE1;可以应用混沌理论分析突出前瓦斯涌出量时间序列的非线性特征。为煤与瓦斯突出预测研究提供了一种新思路。     

滑动轴承-转子-定子系统耦合故障的非线性动力学特性

以某型发动机转子碰摩故障为背景,建立了滑动轴承-弹性转子-定子系统碰摩故障的四质量非线性动力学模型,分析了非线性油膜力、油膜剪力和碰摩力对转子系统耦合故障响应的影响·利用数值模拟分析了考虑油膜剪力情况下该系统的分岔与混沌运动,得到了该轴承转子定子系统在某些有实际意义的参数域内的非线性响应的Poincar啨映射图、Lyapunov指数曲线图、分岔图、相轨线图、轴心轨迹图和幅值谱图,发现了该系统的丰富的非线性行为·分析结果表明,系统响应在较宽的频率范围内存在着分频周期运动、拟周期运动和混沌运动,在混沌运动区内存在大量的窄带周期窗口     

基于Lyapunov指数的预报方法及在气象预报中的应用

介绍了混沌时间序列的 Lyapunov指数预报分析方法 ,并应用混沌方法对气象预测时间序列进行处理 ,把其混沌特性应用于气象预报中。根据气象时间观测数据计算了重构相空间嵌入维数 D2 和 Lyapunov指数。结合实际例子对 Lyapunov指数预测方法进行了验证。     

一个新的R(o)ssler混沌系统

为了对混沌现象以及本质从理论和实际有一个基本的认识,在Rossler系统的基础上,通过混沌反馈控制方法构造了一种新的Rossler混沌系统.利用理论分析、数值仿真和Lyapunov指数谱图对这个新的混沌系统进行了分析.并根据Lyapunov指数谱图对它的参数进行控制,可以让其分别工作在不同的状态,即周期状态,类周期状态,混沌态.     

混沌神经网络中的超混沌复杂性研究

在混沌保密通信中,混沌的复杂性是评估算法安全性的重要指标.通过对一种典型混沌神经网络的Lyapunov指数、相关函数、输出序列的频谱和功率谱等特征函数的综合分析,发现混沌神经网络中存在超混沌现象,并对其复杂性进行综合评价.同时,研究了参数变化对混沌神经网络Lyapunov指数谱的影响并进行了实验,结果表明,网络的输出状态可根据需要进行改变.     

地面装甲目标声信号的混沌特征提取

针对地面装甲目标辐射的噪声信号的非线性特性,为使智能地雷能够有效地识别目标,利用非线性动力学理论中的混沌原理对目标声信号进行特征提取。通过野外场地实验,采集到2种装甲目标在不同运行速度下的40组样本信号,采用改进C-C法求得信号时间序列的相空间重构参数——时延和嵌入维,再利用Wolf法得到了2种目标声信号的混沌特征量——最大Lyapunov指数。结果显示：同一目标声信号的最大Lyapunov指数相近,且与运动状态相关性不大;不同目标间声信号的最大Lyapunov指数相差较大,辨识度较高。结论证明,最大Lyapunov指数可以作为地面装甲目标识别的有效特征参量。     

基于RBF网络的混沌动力系统辨识

提出用RBF神经网络对混沌动力系统进行辨识，设计了一个三层RBF网络结构，仿真实验说明了RBF网络用于学习混沌动力系统时的基本性质。用辨识模型重建吸引子方法定性地评价辨识模型，通过计算辨识模型的Lyapunov指数定量地评价辨识模型的性能，同时推导了RBF网络模型Lyapunov指数的计算公式。仿真结果表明，该辨识模型能很好地逼近原混沌动力系统，准确地体现原混沌系统的动力学特性。     

Chaotic phenomenon and the maximum predictable time scale of observation series of urban hourly water consumption

The chaotic characteristics and maximum predictable time scale of the observation series of hourly water consumption in Hangzhou were investigated using the advanced algorithm presented here is based on the conventional Wolf's algorithm for the largest Lyapunov exponent. For comparison, the largest Lyapunov exponents of water consumption series with one-hour and 24-hour intervals were calculated respectively. The results indicated that chaotic characteristics obviously exist in the hourly water consumption system; and that observation series with 24-hour interval have longer maximum predictable scale than hourly series. These findings could have significant practical application for better prediction of urban hourly water consumption.     

一类离心调速器的超混沌及其混合投影同步

研究了受外部扰动的离心调速器系统的复杂动力学行为.通过系统运动的拉格朗日方程和牛顿第二定律,建立了离心调速器系统的动力学方程,通过Lyapunov指数研究了系统的超混沌行为,通过仿真系统的分岔图和Poincaré截面分析了系统通向混沌的道路,并且验证了该系统的分岔图与Lyapunov指数谱是完全吻合的.基于Laypunov稳定性理论,设计了一种非线性控制器,理论上证明了超混沌系统的混合投影同步,数值仿真进一步验证了该控制方案的有效性.     

车用发电机定子绕组匝间短路故障下转子弯扭耦合振动特性分析

运用数值积分法,在建立发电机转子系统弯扭耦合振动模型基础上,考虑定子绕组匝间短路故障时发电机转子弯曲及扭转电磁刚度的影响,对不同程度匝间短路故障下转子的弯曲及扭转振动特性进行分析。结果表明,发电机定子匝间短路故障不仅会使转子弯曲和扭转振动加强,还会增加转子弯振和扭振中的倍频及高倍频成分;随短路程度加大,弯振的1、3、5等奇数次倍频振动量与扭振的2、4等偶数次倍频振动量逐渐增加,且弯振中1倍频振动量最大,扭振中2倍频振动量变化最为显著。     

非线性转子局部碰摩故障的分叉与混沌行为

研究了非线性转子系统碰摩故障的分叉与混沌行为,应用中心流形定理和n维Hopf分叉定理分析了转子系统特征值出现双零实部的情形,讨论了非孤立奇点对转子系统分叉特性的影响,得到了相应的稳定条件,并进行了计算机仿真数值模拟·分析表明,非线性转子系统发生碰摩时,呈现多种形式的周期与概周期运动,以及多种分叉与混沌行为·     

复杂动力网络结构的同步稳定性研究

分析了复杂动力网络的同步稳定性与其拓扑结构的关系,讨论了最近邻耦合网络、小世界网络和随机网络三种不同拓扑结构网络模型的同步稳定性,数值计算了对给定动力学方程的三种网络模型的最大横截李雅普诺夫指数,其结论与耦合结构矩阵的特征值分析相一致.     

一类二维差分方程中的混沌现象

主要研究了一个二维差分方程——宿主-寄生物模型的混沌现象,通过分岔图、Lyapunov指数图、时间序列图和相图分析了该方程由周期运动到混沌运动的变化过程,发现该二维差分方程随参数变化表现出丰富的动力学行为,其混沌现象具有遍历性、非周期运动性、初值敏感性的特征。     

Method for removing interference in chaotic signals based on the Lyapunov exponent

A new method based on the phenomenon of synchronization and the properties of chaos is proposed to reduce interference in the transferred chaotic signals of synchronized systems. The interference is considered as a series of small deviations from the original clean trajectory in the phase space. By means of our special design, these small deviations can be estimated using positive Lyapunov exponents, and removed from interfered chaotic signals. Application is illustrated for the Lorenz attractor, and numerical computing demonstrates that the method is effective in removing typical external interference.     

二维系统的分岔行为及混沌控制

研究了具有一次耦合项的二维Logistic映射混沌行为.利用系统的相图和分岔图分析系统的混沌形成过程，通过最大Lyapunov指数及Feigenbaum常数分析系统的非线性动态行为.利用OGY控制方法实现系统混沌的控制，将系统的混沌行为控制到周期轨道.