工业机器人驱动系统非线性频谱故障诊断方法

针对广义频率响应函数(GFRF)在故障诊断中存在计算量大、无法满足系统对诊断实时性要求的问题,提出基于非线性输出频率响应函数(NOFRF)的工业机器人驱动系统故障诊断方法。该方法构建系统一维频谱函数的辨识模型,将系统的输出频谱与估计频谱进行比较求出残差,根据残差大小改变辨识步长迭代出前4阶频谱;对获取到的4阶频谱进行逐阶采样,每阶频谱采集10个数值,共40个频谱构成40维特征矢量,将其作为系统的故障特征输入核主成分分析方法(KPCA)进行压缩,通过计算主元累计贡献率将高维数据压缩至3维,降低变量之间的非线性度;构造SVM分类器,将KPCA方法生成的低维数据中60%的数据作为训练集对分类器进行训练,将40%的数据作为测试集进行故障识别。实验结果表明,在相同的数据提取任务下,与基于GFRF的方法相比,所提方法节约时间854%,可以准确、快速地提取系统故障特征,进一步验证了该方法在工业机器人驱动系统故障诊断应用上的可靠性。     

基于移频外差的高速光电子器件自校准高频分析

高速光电子器件是大容量光通信系统和宽带微波光子系统的基础，器件的高频响应测量对于实现电光和光电转换具有重要的意义.为此，基于光外差理论提出了移频外差方法用于实现从光域光谱到电域电谱的映射，在电域获得光谱和电谱的联合分析.实验中，通过配置电域谱线的频率关系，利用移频外差将所需光载波和边带从光域映射到电域，实现了高速马赫-曾德尔调制器、相位调制器和光电探测器的自校准高频测试，获得了马赫-曾德尔调制器的调制指数、半波电压和啁啾参数、相位调制器的调制指数、半波电压以及光电探测器的响应度等多种高频参数.结果表明，该方法具有宽频段、高分辨率、多参数、自校准测试的优点.     

基于互易性原理的车内噪声控制研究

针对传统噪声传递函数(NTF)计算流程存在效率低的问题,引入互易性原理,建立了逆向计算NTF的流程。将此流程应用于开发中的车型,得到NTF分析结果,经后处理通过板件振动分布、工作变形(ODS)、结构模态贡献等信息确定了噪声源位置,从而解决了诊断过程中计算量大的问题。实例表明,基于互易性原理的车内噪声控制方法能够有效提高识别并优化车内噪声问题的效率,证明了该方法的可行性与有效性。     

采样频率与数据长度对中心动脉波形重建的影响

传递函数法重建CAP(central aortic pressure)多是基于自回归各态历经(auto regressive eXogenous, ARX)模型或傅里叶变换,未考虑采样频率、数据长度.为了研究采样频率和数据长度对重建CAP的影响,基于ARX模型和傅里叶变换,重建CAP并分析误差.结果表明,采样频率100Hz,数据长度大于3s时,基于ARX模型重建CAP效果较好(均方根误差(306.6±80.0)Pa,波形匹配度89%);基于傅里叶变换的算法对采样频率不敏感,数据长度为6s时效果较好(均方根误差(493.3±320.0)Pa,波形匹配度84%).     

考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法

依托在高填方夯实地基上进行的桩侧负摩阻力现场试验,根据负摩阻力测试结果,提出考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法。该方法对高填方地基强夯加固区与非加固区分段进行侧摩阻力计算,采用太沙基一维固结理论计算桩侧土沉降,反映固结效应对桩侧摩阻力的影响,利用土-混凝土界面直接剪切试验得到桩土荷载传递函数,反映桩土相对位移对侧阻力发挥程度的影响,采用有限差分法求得计算公式的数值解,并将计算结果与现场试验结果对比分析。结果表明,采用文中推导的公式计算的桩侧负摩阻力沿深度的变化趋势与现场试验测试结果一致,现场实测桩侧负摩阻力值约是理论计算值的1/2,工程应用时可将理论计算的桩侧负摩阻力值乘以0.5的折减系数。     

基于粒子群算法的隔振体系参数优化研究

首先利用粒子群优化算法,以传递率为适应值函数,分别对单自由度、双自由度隔振体系进行了隔振参数的单目标和多目标优化研究.随之,考虑了状态反馈控制方法,目标函数选为传递函数矩阵的无穷范数;数值试验表明,在无控最优隔振参数的基础上,施加反馈控制,并不能进一步优化隔振体系;而重新在线计算隔振参数及反馈控制器,可以进一步优化原无控最优隔振体系.最后,进行了兼顾控制力传递率的多目标研究,旨在优化隔振体系传递率的同时,尽可能降低控制能源消耗.本文的系统研究,解决了隔振体系参数的最优设计问题;并在隔振基础上施加控制体系,讨论了最优参数设置的重要性;此外,兼顾控制能源消耗的参数优化,对于传统的隔振和控制体系设计具有一定的创新意义.     

变压器套管容性故障对频响曲线的影响

为了研究套管容性故障对频响曲线的影响,以频率响应分析法为理论基础,建立了检测变压器绕组变形的测试系统,以套管电容性故障为例,引入相关系数作为判据,对发生套管电容性故障的变压器进行测量,并从理论上分析了激励源位置分别为套管导杆和末屏时的频响曲线变化情况。试验结果表明:频率为1kHz~1MHz时,通过导杆注入扫频信号得到的频响曲线对套管电容性故障并不敏感,基本不会发生改变;利用末屏注入信号时,该故障对频响曲线的影响较大,会出现频响曲线全频段的幅值升高,并在频率为1~25kHz时最为明显,使得相关系数出现较大偏差,造成对变压器绕组状态的误判,且该变化与绕组故障时的情况并不相同,具有较强的可辨识性。     

小提琴共鸣箱振动特性的有限元仿真与实验研究

小提琴共鸣箱作为小提琴发声系统最为核心的部分,其振动状态对小提琴的声学特性起着重要作用.首先对提琴共鸣箱系统进行受力分析并建立其精确模型,然后通过有限元仿真,分析了不同结构参数的小提琴共鸣箱的振动模态及频率响应,并将其与文献中的实验结果进行比较.仿真结果表明,小提琴共鸣箱面板和背板的一些参数,如琴板厚薄、拱高、拱形变化、低音梁和音柱状况及接触刚度等,对共鸣箱振动特征影响大.最后设计了基于加速度传感器的振动测量系统和采用滑弦激励方法,对小提琴共鸣箱的振动特性和频率响应等进行了实验,其结果符合共鸣箱振动有限元仿真和数值分析的结论.该研究为提琴制作者通过琴板几何形状和音柱等调整,改善小提琴共鸣箱振动特性提供了理论参考.     

基于传递函数和指端脉搏波的桡动脉脉搏波重建

桡动脉脉搏波的检测方法易受人体运动影响,因此提出了传递函数法通过指端脉搏波来估计桡动脉脉搏波.首先,通过分析窗宽和模型阶次建立指端脉搏波到桡动脉脉搏波的传递函数FIR模型;然后,使用测试数据评估模型对桡动脉脉搏波估计的精度.通过对10个受试者10d的样本数据进行分析处理,发现估计的桡动脉脉搏波与实测的桡动脉脉搏波最佳波形匹配度均在70%至92%范围内.结果表明使用传递函数法可以实现对桡动脉脉搏波的初步估计,该方法的提出为桡动脉脉搏波的检测提供了一种更简便的手段.     

变压器绕组变形的在线监测研究

在电力系统中,变压器是整体系统的关键设备,一台大型电力变压器出现问题就会导致大面积停电,会造成严重的经济损失。在线监测能够正确及时的对变压器绕组变形进行监测,及时发现事故隐患,延长变压器的实际使用寿命,很大程度的防止由于变压器绕组引起的大面积停电。因此,对变压器的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。变压器绕组变形的在线监测方法有多种,该文简述了变压器绕组变形的多种检测方法,并探讨了传递函数法在变压器绕组变形在线监测中的应用。