改进EEMD算法在缸盖振动信号降噪中的应用研究

针对常规降噪方法应用于柴油机缸盖振动信号降噪时,自适应差且需要根据噪声环境人为调整参数的问题,在传统EEMD算法基础上提出一种改进的EEMD降噪算法,并将其应用于柴油机缸盖振动信号处理。首先对原始信号进行预处理,其次利用总体经验模态分解（EEMD）算法在非线性、非平稳信号处理时的自适应特性,分解原始信号得到各阶本征模态分量,经Savitzky-Golay平滑滤波,再将噪声占主导的高频分量进行阈值去噪,最后得到干净的本征模态分量进行重构。仿真实验和实测结果表明,在输入信号12dB的多种输入信号工况下,改进EEMD算法去噪后信噪比为17.1,比现有去噪方法提升14%。     

激光位移传感器测量表面粗糙度的实验装置和方法

为了实现表面粗糙度的无损测量,设计了一种基于激光位移传感器的粗糙度测量系统。硬件系统由激光位移传感器、X-Y十字滑台,步进电机,驱动器,PLC控制器组成。软件系统由激光位移传感器上位机软件和Matlab程序组成。十字滑台带动被测对象沿X轴或Y轴移动,激光位移传感器测量Z向位移数据。上位机软件将采集数据导出后,经由Matlab计算粗糙度值。铝合金平面和塑料件平面测试表明该实验装置和方法有效。     

MEMS手势轨迹绘制系统设计

基于传统人机交互方式如触摸屏、语音识别等技术,存在着在生活中的某些场合应用不便等问题,设计了一种基于微电子机械系统(MEMS)惯性传感器的手势轨迹绘制系统。该系统通过惯性传感器采集九轴原始数据并在单片机中实现姿态解算算法,然后在上位机完成轨迹重构。实验结果表明,设计的系统可以清晰地体现出手势轨迹的图形形状和尺寸大小,为生活增加便利。     

机械压力机的平衡制动系统教学实验平台开发

为了加深学生对JH23-63型机械压力机制动系统及制动过程的认识与理解,在原有平衡制动系统的基础上,利用电气比例压力阀、位移传感器、压力变送器、光耦合测速传感器、减压阀、换向阀、PCL818数据采集卡和PCL726输出板以及计算机,开发了JH23-63型机械压力机的平衡制动系统教学实验平台。采用该平台对JH23-63型机械压力机的制动过程进行监测与实时控制,使得制动过程更加直观,提高了学生对制动系统理论的学习效率,达到了良好的实验教学效果。     

基于齿轮减速器的振动实验装置研制

为了研究变负载情况下的齿轮减速器运行状态,搭建了齿轮减速器的振动试验装置。利用机械加工的方法构造了断齿、轴承内圈缺陷、轴承外圈缺陷的故障元件,为采集齿轮减速器单故障、多故障耦合情况下的振动信号提供可靠的实体模型。通过基于LabVIEW软件开发的振动信号数据采集系统,实现了对正常、故障状态下齿轮减速器振动信号的采集与处理。试验结果表明,该装置能够实现对齿轮减速器变负载状态下振动信号的准确采集。     

基于B/S及LabVIEW的振动测试网络实验教学系统

正据统计,在机械行业中有80%的设备损坏与振动有关。振动信号是设备故障特征的载体,若其发生故障,则振动信号的能量分布将发生变化。通过检测设备振动信号,并提取其特征,可以对设备的运行品质及故障状态进行诊断[1~3]。振动测试是大学工科实验中必不可少的实验环节,但由于振动实验台、振动传感器、信号调理器、数据采集卡价格较贵,在实验教学中很难一人一套,因此振动测试实验在大多数高校都没有普及。以网络作为实     

风机齿轮箱故障诊断系统的设计与实现

针对风力发电机关键部件齿轮箱故障频率高、诊断难的问题,开发了包含传统时频域分析和现代分析模块的故障诊断系统。该系统对所采集的振动信号进行了小波去噪、小波包分解并重构后得到各频段能量占比的特征向量,将该特征向量输入到Back Propagation（BP）神经网络模型进行振动信号与正常或各故障状态之间映射,从而智能识别运行状态。应用Matlab和Labview开发系统,输入齿轮箱的4种典型运行状态进行验证,结果表明,所设计的系统可较好地对风机齿轮箱的故障进行诊断。     

电能信号降噪研究

基于小波信号的变换原理,增加小波重构,提高电信号的精确度,同时增加反馈环节。先对电信号进行小波分解,查看是否有较多的暂态突变,假如有较多的暂态突变,或者电力系统部件有什么故障,可获得实时修正,使最后得到的降噪后信号更加精确。将重构的信号与真实信号相减,得出降噪方式处理后的实验结果发现:强制降噪范围比默认阈值降噪与给定阈值降噪大6~8倍,降噪后的信号与原信号相比差别太大,说明把较多有用信号去除了,这就违背了降噪的初衷,强制降噪后的信号精度不够。在实际工程应用中,可以根据情况选择给定阈值降噪方式以及默认阈值降噪方式。     

木工圆锯片动力学综合检测装置的研制

研制的木工圆锯片检测装置依据机械动力学理论与振动测试机理,是一台集变频调速系统、传感器调节装置和可移动式固定支撑脚等设计技术为一体,可监测与分析木工圆锯片横向摆动、机床噪声和旋转主轴振动等情况的实用检测装置。该装置采用变频调速系统、传感器调节装置、可移动式固定支撑脚等设计特色,能满足检测木工圆锯片动力学性能,以提高木材和木质复合材料的切削质量,具有较高的应用价值。实践证明,此装置测试结果精确、可靠、可操作性较强,在检测并优化木工圆锯片切削性能,提高其减震降噪水平等科研工作中发挥着重要作用。     

机械振动故障综合模拟实验台的研制

为满足振动监测实验教学的需要,研制了一种能有效模拟齿轮、转子和滚动轴承典型故障工况特征的机械振动故障综合模拟实验台。为满足信号采集分析的需要,构建了由传感器、信号采集仪和信号分析软件组成的振动信号监测系统。测试实验的结果表明:实验台的故障振动信号谱图特征与故障振动机理相符,模拟的故障工况准确稳定。利用该实验台开展故障诊断课程和实验教学取得了很好的教学效果。     

风力发电机齿轮箱故障诊断系统的设计与实现

针对风力发电机关键部件齿轮箱故障频率高、诊断难的问题,开发了包含传统时频域分析和现代分析模块的故障诊断系统。该系统对所采集的振动信号进行了小波去噪、小波包分解并重构后得到各频段能量占比的特征向量,将该特征向量输入到Back Propagation(BP)神经网络模型进行振动信号与正常或各故障状态之间映射,从而智能识别运行状态。应用Matlab和Labview开发系统,输入齿轮箱的4种典型运行状态进行验证,结果表明,所设计的系统可较好地对风机齿轮箱的故障进行诊断。     

转子叶轮-定子触碰故障的分析与辨识

基于航空涡轮发动机和工业透平机中的转子叶轮定子间触碰故障背景 ,以力学建模为指导搭建了两类简支型的转子定子触碰故障实验台架 ,考察了转子定子间正常无触碰、早期尖锐型轻微触碰、中期半尖锐型触碰、晚期平钝型触碰 4种状态时转子振动位移的时域轨迹 ,观测到了早期尖锐型轻微触碰时伴生的混沌现象 .采用FFT方法对上述 4种状态试验数据的频率结构作了分析 ,结果表明当出现三分频以下 (包括三分频 )的分频特征时可以初步判断叶片发生了早期触碰 ,而当转子振动位移的频谱图中仅存有两分频分量甚至轴频分量时 ,叶片 -转子间的触碰故障已相当严重了 .     

基于LabVIEW的电动机轴承故障诊断和性能退化评估系统设计

轴承作为电动机的核心部件,主要起到支撑引导轴、减小设备摩擦、连接不同设备等作用,准确判断其故障类型并评估其健康状态对于合理安排设备的检修具有重大意义。为此,设计了一套基于LabVIEW平台的电动机轴承实时故障诊断和性能退化评估系统。利用卷积神经网络(CNN)的特征挖掘能力,自主学习原始振动信号中的故障特征,在LabVIEW平台上构建故障诊断模型,实现轴承运行状态的实时诊断;对原始振动信号小波降噪后,提取信号时域特征,通过对所提取的特征进行主元分析(PCA)来获取表征轴承性能退化的综合指标;在LabVIEW平台上开发电动机轴承的故障诊断与性能退化评估系统软件。在线故障诊断和性能评估实验结果验证了该系统的实时性和有效性。     

基于电流变效应的汽车ABS系统应用研究

在基于电流变效应的汽车ABS系统工作原理的基础上,利用电流变液所具有的特性,将其与ABS结合起来,提出了一种新型的制动模型,并利用LABVIEW软件进行仿真控制.     

高速列车空气制动原理及泄漏处理方法研究与应用

空气制动仍是目前我国普速列车制动方式的主体,对于高速列车,自动式电空制动系统中电能传送的只是开始和停止空气分配阀动作的信号,制动管空气压力仍由制动管通过压力空气传送。对列车制动系统的分类和工作原理及故障处理的研究,具有重大意义。对于空气制动系统,存在最多的故障就是泄漏,文中先介绍了制动系统中常见泄漏故障和简单处理方法,然后阐述了管路压力的快速查看方法及试验标准。     

基于高速数据采集的振动分析系统研制

基于LabVIEW开发平台,利用高速同步数据采集卡PCI8018、三向振动加速度传感器、调理器、电脑等设备,开发一套实验室振动信号的高速实时同步数据采集和在线监测分析系统。该系统通过采集正常状态下和人工制造故障下的减速器振动信号,对信号进行滤波处理后,通过计算信号的频谱分析故障发生时的频率特征,实现实时监测和故障判断的功能。该系统具有使用灵活方便、测试功能丰富等特点。     

基于盲源分离技术的航空发动机轴承故障诊断

滚动轴承是航空发动机转子系统中重要的支撑部件,其运行状态直接影响整台发动机的工作性能。介绍了基于盲源分离技术的滚动轴承振动信号分析与故障诊断方法,分析了滚动轴承典型故障机理。通过对某型航空发动机进行现场测试,完成了针对其轴承振动信号的测试和数据采集工作,并通过MATLAB软件编程实现其振动信号的分析。采用盲源分离中的独立分量分析(ICA)方法和频谱分析方法,提取主轴轴承的振动信号并与理论计算的故障频率对比,进行轴承故障诊断及状态识别。对实际航空发动机轴承及模拟试验台滚动轴承振动测试信号的分析结果表明,所采用的盲源分离方法可以有效地检测和诊断滚动轴承故障。     

高压断路器机械特性测试仪的硬件开发

本系统采用对瞬时信号反应灵敏的霍尔电流传感器,检测操动机构中合、分闸线圈的电流信号和高精度直线位移传感器测量动触头的行程信号,并将机械位移信号转化成同步的电压信号输出.信号处理部分以TI公司的TMS320F2812为核心,设计了外围硬件电路.     

基于傅里叶分解和共振解调的齿轮箱故障诊断（英文）

目的：齿轮箱的振动信号频谱结构比较复杂,难以提取其故障特征频率。傅里叶分解方法可以将振动信号分解为多个单分量信号,利用共振频率筛选出最优分量并进行包络解调,识别特征频率以实现故障诊断。创新点：1.为了求解共振频率,提出一种基于短时向量的最大奇异值比方法;2.将傅里叶分解方法引入到齿轮箱故障诊断中,并利用共振频率选择最优分量进行包络解调以提取故障特征频率。方法：1.分析奇异值比与冲击信号的关系,提出求解共振频率的最大奇异值比方法;2.对比最大奇异值比方法与谱峭度方法在求解共振频率方面的表现,从而验证最大奇异值比方法的有效性;3.对比分析所提方法与传统的总体经验模态分解（EEMD）和变分模态分解（VMD）方法在信号分解与故障特征提取方面的效果,并通过仿真和实验进行验证。结论：1.最大奇异值比方法能够准确计算出共振频率,比谱峭度方法求解的频率值更加精确;2.基于傅里叶分解方法和最大奇异值比的共振解调方法能够有效提取故障特征频率,其在故障诊断方面的表现优于EEMD和VMD方法。     

挠性转子-轴承动力性能实验装置开发与应用

为了更深入地研究转子-轴承系统耦合动力学性能,以及提升化工过程流体机械、机械设备故障诊断技术、机械振动等相关课程的教学效果,自主设计了一套挠性转子-滑动轴承实验装置。实验装置由驱动装置、振动测试系统、以及润滑系统等组成。两轴承座间的跨距可变,以适应支撑不同长度的工业用转子;轴承座与轴承之间采用可拆卸工装过渡,便于更换不同结构、不同尺寸的滑动轴承以比较其动力特性。该实验装置可以实现信号的时域分析和频域分析,实现各种不同结构滑动轴承的轴心轨迹、内部流场压力测试以及动平衡等功能。实践表明,该实验装置可操作性强,既可以用于课题研究,又可开展多种教学实验,具有较强的应用价值。