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。     

鼠笼异步电动机故障诊断技术研究

利用快速傅里叶变换(FFT)频谱分析对电动机故障信号进行初步分析,利用小波变化提取故障信号特征值作为进一步分析的依据,利用特征样本训练BP和RBF神经网络,进行电动机故障诊断;利用DS证据理论对以上方法的诊断结果进行融合分析;最后利用粗糙集理论研究了故障信号各个特征属性在诊断中的重要程度.     

基于UDS协议的复合电源系统故障诊断方法

针对纯电动汽车复合电源系统(HESS)发生故障原因复杂、诊断难度高的问题,结合纯电动汽车HESS结构,提出一种基于UDS协议的故障诊断方法,制定不同的DTC状态,并在HESS实验台架中对该诊断方法进行验证。实验结果表明,该诊断方法能很好地实现HESS故障诊断要求。     

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。     

液压挖掘机故障诊断专家系统的设计

近年来,为了满足复杂系统的诊断要求,诊断技术已开始进入一个新的阶段,即智能化诊断阶段。这是一种基于专家知识和人工智能技术的诊断方法。通过专家系统和神经网络两种方法对故障诊断进行了研究。应用人工智能理论,开发了液压挖掘机的故障诊断专家系统。对液压挖掘机的故障原理进行了全面的分析,建立了故障知识库,实现了实时状态监测和故障诊断。     

多智能体系统故障诊断仿真实验开发

利用Matlab开发了多智能体系统仿真实验,通过编写m文件求解故障诊断观测器增益矩阵,可以进一步加深对多智能体系统分布式故障诊断算法的理解。利用Simulink搭建的仿真实验,学生可以直观、清晰地学习故障诊断观测器在线故障诊断,并准确辨别出现故障的智能体以及完成准确故障诊断。将该开发的仿真实验应用到研究生课程教学中,取得了良好的教学效果。     

基于信号特征的在线故障分析和智能诊断研究

研究开发基于电网故障信号特征自动生成电网故障诊断Petri网络的技术。通过在线获取调控一体系统的开关遥信变位、SOE信息、保护动作信号和微机保护软报文信息,对信号综合进行逻辑化、条理化、有效化分析,实现电网故障在线分析、辨识和智能诊断。     

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。     

基于小波包络分析的滚动轴承故障诊断研究

滚动轴承出现故障时的振动信号是非平稳信号,傅立叶变换方法难以达到满意的效果。小波分析可同时从时域和频域两个方面对信号进行分析,十分适于滚动轴承的故障诊断。根据滚动轴承故障诊断理论,通过构造轴承上有单个损伤点时的仿真信号,应用小波包分析与包络分析相结合的方法,成功提取了滚动轴承的故障特征,并在此基础上对实测的滚动轴承振动信号进行分析,实验结果表明小波包络技术可以有效的提取滚动轴承故障信号。     

基于改进BP的煤矿供电系统故障诊断研究

针对煤矿供电系统故障的特点,以开关、保护等信息为基础,将粗糙集理论与BP神经网络相结合建立煤矿供电系统故障诊断模型。首先通过遗传算法对供电系统故障中的决策表进行约简,去掉冗余信息,保留必要的要素,使神经网络输入神经元数目减少,结构得到优化;然后在训练过程中应用思维进化算法优化神经网络的权值和阈值,并对处理后的信息进行诊断。仿真结果证明,该故障诊断系统有效地提高了诊断效率,增强了故障诊断的容错能力。     

构建真空镀膜实验三维仿真系统

利用Visual Basic 2010结合OpenGL API,在Windows 7操作系统平台下制作了真空镀膜实验仿真系统。三维虚拟设备模型由3D MAX软件制作,三维模型交互操作通过OpenGL API实现。该软件还可以模拟真空仪器所处的各种运行状态并对操作错误步骤进行处理。构造了薄膜生长的蒙特卡罗理论模型,并利用该模型研究薄膜生长的形貌,对于决定薄膜形貌诸多影响因素也可进行讨论;利用高性能图形处理软件(OpenGL API)成功展示了薄膜成长的分形特征及表面粗糙度表征。该软件有效地实现了镀膜过程及薄膜生长过程,增强了学生对薄膜生长机理的理解,提高了教学质量,培养了学生学习兴趣和增强了学生的实验操作能力。     

Forward and backward models for fault diagnosis based on parallel genetic algorithms

In this paper, a mathematical model consisting of forward and backward models is built on parallel genetic algorithms （PGAs） for fault diagnosis in a transmission power system. A new method to reduce the scale of fault sections is developed in the forward model and the message passing interface （MPI） approach is chosen to parallel the genetic algorithms by global single-population master-slave method （GPGAs）. The proposed approach is applied to a sample system consisting of 28 sections, 84 protective relays and 40 circuit breakers. Simulation results show that the new model based on GPGAs can achieve very fast computation in online applications of large-scale power systems.     

基于ARM实验箱的嵌入式电能表综合实验开发

为了更好地培养学生理论联系实际的能力,更好地培养学生的嵌入式开发实践能力,为我国培养创新性实践人才,结合基于ARM的嵌入式实验选修课开课的实际需求,自主开发了嵌入式电能表综合实验,教学实践表明,教学效果较好。阐述了该嵌入式电能表综合实验硬件系统、软件系统设计和开发的过程,并给出了实验的安排和实践的结论。     

变精度粗糙集在手术诊断中的应用

粗糙集理论是一种处理模糊和不确定知识的一种新型数学工具,在很多领域取得了成功的应用.但是经典粗糙集理论处理的分类必须是完全正确的,在实际应用中,缺乏对噪声数据的适应能力,为了克服这个缺点,提出一种变精度的粗糙集模型,以适应实际应用的需要.对变精度粗糙集理论的数据预处理、属性约简、值约简和规则提取等问题进行了分析和研究,提出属性约简算法和基于求核值属性的归纳值约简算法,并将其运用于医疗系统的手术诊断数据表的数据挖掘分析过程中,所得到的实验结果与专家诊断结果基本吻合,取得了较好的实际应用效果.     

流体输配管网课程实验教学的创新尝试

为促进实验教学增强流体输配管网课程学习效果以及提升对大学生能力培养,师生共同尝试实验创新,开发出生活给排水可拆装综合实验系统并提出实验方案,该实验方案能充分调动学生兴趣、积极性和创造性,并且为切实培养和锻炼大学生的创新能力、设计与动手能力创造实践条件。实践表明,该实验教学模式深受学生欢迎,具有可操作性,并取得良好的应用效果。     

一种煤矿供电监控系统的设计

针对煤炭企业生产供电的特点和管理模式,设计了一种煤矿供电监控系统,对矿井电网设备进行监视、测量、保护和控制,并能对井下高、低压供电设备进行实时电力数据采集、数据记录、故障诊断、故障预警、故障记录等自动化控制的大型监控系统,该系统使矿井供电系统的稳定性和可靠性显著提高,有效减少了矿井无计划停电事故的发生,同时方便地了解现场供电系统状况及出现的故障,减少了解现场的时间,提高了生产效率.     

电能补偿与控制动态模拟实验系统开发构建

构建了市电、混合能源供电的单母分段三级动态模拟实验系统,实现了负载形式的典型、多样化,兼顾了实验和科研的需要.通过灵活的调整配电系统结构和参数,模拟了不同地区环境下电能质量指标的变化情况,并且为电能质量治理提供了实物的模拟手段,给出了治理前后效果原因分析.     

Power World可视化软件在继电保护实验教学中的应用

介绍了美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的Power World电力系统仿真可视化软件包。Power World能可直观形象地显示电力系统的运行情况。用户可以建立、更改各种电力系统模型及参数,用鼠标点击图标或菜单在仿真器中进行各种操作,从而对模型进行潮流分析、故障分析、及经济运行分析等。在继电保护实验教学中运用Power World中以已有的IEEE14母线模型建立电力系统仿真实例,测量输电线路故障阻抗,计算出故障发生点,通过测量出的故障阻抗曲线与已知的阻抗值比较,阐明距离保护的概念,从而证实Power World算例模型的准确性以及软件在继电保护实验教学方面的辅助功能。