车辆动态称重仪的研究与设计

车辆动态称重(WIM)是指对行驶中的车辆进行称重的一种技术.车辆动态称重算法与所采用的传感器类型密切相关,这里讨论的是使用称重传感器的汽车轴重衡的动态称重技术.本文首先研究了目前国内外动态称重的基本算法.使用Matlab软件,对大量的采集数据进行了分析和计算,提出了一种工程实用的动态称重算法,并应用线性最小二乘曲线拟合,实现了该算法.采用该算法,设计了全新的动态称重仪.实验表明,该算法能够有效的降低工程计算量,提高动态称重的精度.     

动态车辆称重系统的算法研究

汽车动态称重系统的算法研究是动态称重系统研究中的难点。为了提高动态称重系统的测量精度,对传感器在车辆非停车状态下所得短历程信号进行分析,利用巴特沃斯低通滤波器滤除噪声信号中的高频分量后;采用Levenberg Marquardt优化算法进行最小二乘法拟合,有效的抑制了低频周期随机干扰,实现了载荷的分离;通过载荷分离计算出车辆重量。实验表明,该算法能够提高动态称重系统的测量精度。     

宽频激励下双稳态压电振动发电机供电能力分析

为了探讨双稳态压电振动发电机在宽频激励下的供电能力问题,建立了宽频激励下双稳态压电振动发电机系统的动力学模型,仿真了双稳态压电振动发电机系统的输出响应特性和不同运动状态的输出电压特性,研究了双稳态压电振动发电机系统运行在高能量轨道上的激励条件,据此优化双稳态压电振动发电机结构参数,并对传感器网络节点的用电需求和双稳态压电振动发电机的供电能力进行分析。仿真和实验结果表明:双稳态压电振动发电机在宽频激励下,其输出平均功率为3.8 m W,能够满足实际振动环境下无线传感器网络节点的用电需求。     

称重传感器自适应补偿器的设计

为适合快速称重的要求，采用一种简单的跟踪参考序列的模型参考适应方案，设计了一种新型的称重传感器自适应动态补偿器。仿真结果表明，该补偿器有效的提高了称重传感器的动态响应速度。     

压电薄膜三维重载力传感器设计与实验

面向高性能轴承滚动体成型质量监控领域对重载多维高频强冲击载荷动态测量力传感器的急需,提出了一种基于PVDF压电薄膜三维重载力传感器新的结构形式及其测量原理,实现三维重载载荷动态测量。传感器敏感元件由上、中、下3层压电薄膜组组成,三维力变化引起每组不同面域切割的压电薄膜电荷量变化,从而实现三维力大小计算。传感器支撑壳体起到分载作用,从而实现重载载荷测量。对传感器样机进行了准静态标定实验,结果表明,该传感器具有较好的线性,非线性误差小于2%,能完成重载场合下的动态测量要求,为压电薄膜力传感器在重载多维载荷动态测量领域提供了重要的设计、研制及应用参考依据。     

杆塔雷电流多通道监测方法及其特性分析

通过采用多个罗氏线圈并联,模拟信号无源叠加的方式,可以对雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流分量进行更精准地监测。通过建立多罗氏线圈并联外积分电路模型,根据外积分条件对电路模型进行动态特性(时域和频域)理论分析,可以得出电路模型输入输出关系的理论公式及应用条件。按照雷电流测量要求,对电路模型进行仿真分析;同时依据仿真参数制作传感器,并通过冲击电流实验对传感器进行实验验证。仿真和实验结果表明,所设计的多罗氏线圈并联外积分传感器能够正确还原雷击时刻流经杆塔枝干的雷电流波形,误差小于2%,动态特性符合实际测量要求,验证了理论结果的准确性,且所设计的电流传感器在实际雷电监测系统中得到了应用。     

基于神经网络的汽车发动机建模和故障诊断

采用神经网络来辨识汽车发动机的有关歧气管压力环节的非线性动态模型,为实现系统的非线性动态映射,引入了外部回归项,然后用动态Levenberg-marquardt算法来对动态模型进行参数估计。仿真结果表明,基于神经网络的模型具有较高的精度和较强的通用性。在此基础上,用动态增益矩阵法的故障诊断方法和神经网络实现汽车发动机的在线故障诊断。     

多级给料粉状物料称重系统的预测控制算法

为解决粉状物料动态称重中称重速度和定量称重误差两者之间相互矛盾的问题,在应用动态称重传感器为基础的粉状物料定量包装机模型的基础上,采用预测控制算法,提出了多级给料系统中的控制算法,给出了整个进料过程在线动态辨识的方法,并对调整预测模型参数、估计切换系数、调整控制器的开关时机进行了探讨。实验结果表明,系统测量称重误差小于0．2％、定量速度达5～8次min。该方法能较好地对空中量进行预测控制,达到了减小误差的工程应用目的。     

适用多机系统分析的异步化同步发电机动态模型

通过对异步化同步发电机(asynchronized generator,ASG)基本方程进行不同程度的简化,在转子dq轴系下导出适用于仿真分析多机环境下ASG动态行为的实用模型。该实用模型包含2阶恒定磁链模型、不计阻尼绕组的4阶模型和计及阻尼绕组的6阶模型。基于牛顿法和隐式梯形积分法设计实现了上述实用动态模型的时域仿真程序,并用单机无穷大系统和含2台异步化同步发电机的新英格兰混合10机39节点系统验证了模型的正确性及其对多机系统动态仿真的适应性。该文是进一步分析复杂多机系统中ASG动态行为以及应用ASG改善大电网动态性能等相关工作的研究基础。     

称重传感器神经网络补偿器设计

为满足快速称重的要求,设计出一种新型的称重传感器神经网络补偿器.仿真表明有效的提高了称重传感器的动态响应性能,有推广应用价值.     

基于关联规则的火电厂传感器故障检测

为了克服建模误差对诊断结果的影响，充分利用火电厂的运行数据，提出一种基于关联规则的传感器故障检测的新方法。针对火电厂多传感器系统的特点和火电厂不同的运行工况，充分利用火电厂运行过程中存在的大量的冗余信息，对数据挖掘中的关联规则算法进行了改进。通过对生成的关联规则的评估和仿真，表明此关联规则能够很好地用于传感器故障检测，而且提高了计算速度。     

基于负荷受电路径电气剖分信息的配电网重构算法

大规模配网重构问题的非线性组合优化特点对计算方法的效率造成了极大困难。该文应用交流支路电气剖分方法,由负荷受电剖分路径电气距离指标构造一种新的物理寻优方法。该方法在合环操作形成的闭环中根据电气距离为负荷分配供电路径,从而确定应断开的支路,使损耗降到最低。同时,根据定义的单位功耗以及物理规则确定需计算电气距离的负荷节点以减少运算量,并通过优化待处理分段开关的顺序以保证能寻找到更优良的解。由于算法属于物理寻优方式,避免了不收敛或者难收敛的情况。IEEE69系统分析表明,算法具有快速求得优良解的特性,能够应用到大型配电网络重构问题。     

A bionic manipulator based on multi-sensor data fusion

Most of manipulators possesses have drawbacks like only moving in fixed mode and intensity, cannot achieve self-adjusting and soft grabbing, etc. Herein, a four degree of freedom bionic manipulator based on multi-sensor data fusion technology is designed. The manipulator gathers electrical signal using piezoelectric sensor based on polyvinylidene fluoride (PVDF) film. A conditioning circuit is used to process signal. The manipulator is controlled to adjust grasping way according to orders that is obtained by data fusion. The manipulator achieves bionic function, which can grasp irregular and fragile object, also, it can bounce off automatically when approaching objects with high temperature.     

水电机组振动故障的信息融合诊断与仿真研究

引起水电机组振动的原因复杂,目前主要是通过转速试验、负荷试验和励磁试验等试验手段来判别机组的振动故障.该文将多传感器信息融合方法引入水电机组振动故障诊断中,通过分析机组振动的频率特征,建立了振动故障的融合诊断识别框架,并模拟机组各部位的振动信号,采用小波分析和傅立叶变换进行预处理,提取信号的子带能量特征,应用信息融合方法进行了仿真诊断.结果表明,基于信息融合的故障诊断能充分利用机组各部位的信息,可以减少诊断的不确定性,从而有效地提高诊断的可靠性.     

基于全局的即时垃圾邮件过滤模型的研究

基于贝叶斯模型,提出了一种更为灵活的、有效的、基于全局的即时分类模型的垃圾邮件分类模型,pValue优先邮件过滤模型。该分类模型着眼于全局的实例,在所有邮件中选取最需要得到评估的实例进行计算,反复进行该过程并在需要的时候中断进程,最终得到实例的全局最优化。我们使用UCI提供的邮件样本进行验证。实验结果验证了该分类模型比FCFS即时分类模型的性能更优。在即时分类的早期较好的改善分类效果降低分类的0-1损失错误率和RMSE错误率,并伴随着计算资源的增加得到更好的分类准确率。     

基于冲击接地电阻的输电线路接地极形状优化

降低输电线路杆塔接地极的冲击接地电阻能有效防止线路遭受雷击。采用冲击系数法,对不同形状接地极的冲击接地电阻进行计算分析,得出冲击接地电阻随土壤电阻率增加而变大;随电极埋深变大而减小;随电极有效面积增大而减小。在此基础上改进接地极的形状,采用ETAP软件对改造后的接地极进行仿真计算,结果表明,改造后的接地极的冲击接地电阻明显减小,达到了较好的防雷效果。     

变压器故障诊断中信息融合技术的应用

电力变压器的可靠性直接影响供电的稳定,为此结合电力变压器故障诊断的具体情况,从信息融合的角度提出了基于信号类型及不同特征向量组合的集成诊断模型。该模型利用基于故障机理内在因素的专家系统,采用匹配知识规则,通过模糊推理,得特征向量与变压器故障信息间的关联性质,完成故障诊断,且诊断完成后,利用数据挖掘技术将诊断过程中的特征量、推理过程、结果以编码形式存入专家系统规则库。该模型将油中溶解气体、电气参数等特征量结合作为故障判据,评估变压器状态,并利用评估结果丰富专家系统的规则库。在讨论了多传感器信息融合技术用于变压器在线故障诊断时的具体实现方法后通过实例进行分析说明:利用来自传感器的各种故障信息进行融合,作为变压器故障诊断的判据,提高了诊断的可靠性和准确性,这将对提高电网安全性能及电气设备的诊断自动化与智能化水平起到推动作用。     

基于改进的D-S证据理论的旋转整流器故障诊断研究

D-S融合规则是证据理论的重要部分,广泛应用于多信息融合算法中。由于该组合规则本身存在一些不足之处,应用到旋转整流器的故障诊断中,效果不理想。建立了发电机的系统模型,利用小波能量法提取故障特征,并提出了一种改进融合算法——冲突证据融合规则,其有效克服了D-S融合规则的不足,对一组实测故障数据的融合诊断表明,能够对故障做出准确判断。     

基于ANSYS的磁致伸缩逆效应仿真方法研究

矩阵形式的压电与压磁方程及其各自在不同边界条件与变量下的转换关系在数学结构上具有一致性,即电学量与磁学量具有等效关系,由此提出通过ANSYS压电分析模块仿真超磁致伸缩材料(GMM)的磁致伸缩逆效应。GMM在恒载荷作用时,磁感应强度与偏置磁场强度成正比,GMM在恒偏置磁场下,载荷与磁感应强度具有相似的变化波形。理论与仿真分析表明,基于电学量与磁学量的等效,利用ANSYS压电耦合模块可在一定程度上分析磁致伸缩逆效应的相关性质,该方法对设计逆效应原理的GMM器件具有一定的辅助意义。     

基于D-S算法的断路器机械故障诊断技术

研究了证据理论在高压断路器故障诊断中的应用.应用D-S(Dempster-Shafer)证据理论基于多传感器在线监测系统对高压断路器进行故障诊断.探讨了D-S(Dempster-Shafer)证据理论的有效性问题,并在D-S证据理论失效的特殊情况下给出了解决方法,提高了D-S证据理论在高压断路器状态监测中故障判断的可靠性,给出了一套可靠的高压断路器故障诊断方法.并且针对D-S证据理论,分析了Dempster的修正模型在证据高度冲突方面的缺陷,提出了一种新的基于D-S证据理论的合成规则.实验结果也表明,这种新的合成规则不但比较好地综合保留了修正模型的优点,又避免其不足,取得了更加合理的效果.