基于抽区间采样的内燃机状态监测方法研究

内燃机由于内部激励源众多,外部测得的振动信号十分复杂,不能准确分析和监测机器的磨损状态。利用各激励力存在一定的相位差进行抽区间采样,可以缩短数据长度,突出局部时间段信号特征,削弱其它干扰成分的影响。提出基于抽区间采样的内燃机状态监测方法：抽取多个工作循环特定时间段的数据,合成一个新的数据信号;对合成信号进行经验模态分解,通过分解后的本征模态函数的幅值谱比较,选取对故障敏感的本征模态函数进行信号的重构;然后对重构的信号进行时频分析,达到对内燃机状态监测的目的。     

逆变器供电的电动机变频调速系统实时故障检测

针对逆变器开关元件短路及断路故障问题,提出了一种新的电动机变频调速系统实时故障检测方法。基于对称分量方法,研究了逆变器输出电压信号的正序对称分量,建立了变频调速系统的数字状态空间模型。利用卡尔曼滤波实现了电压信号的基本正序对称分量实时无偏估计,通过实际系统与理想无故障系统基本正序对称分量的比较,提出了基本谱残差的概念,并给出了故障决策函数,实现了调速系统的实时在线故障检测。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于人工神经网络的气门电镦工艺参数的选择

由于气门电热镦粗的工艺参数大多数是借助于经验来选择的,某些参数的选择不合理或者参数之间配合不好,都会造成工艺不稳定,从而使生产的成品率下降.并且在成形过程中,电加热和镦粗同时进行,很难建立合理且实用的数学模型.本文利用神经网络具有黑箱特性和非线形映射能力强的特点,提出了一种组合神经网络结构（ANN）来逐步确定气门电热镦粗的工艺参数.以实际生产中的数据作为ANN的学习训练样本,经过训练的网络不仅可以达到描述确定气门电镦成形控制参数的目的,而且还具有一定的预测功能,从而为气门电镦工艺提供了较合理的控制参数.     

Nb掺杂Na_(3)V_(2)O_(2)(PO_(4))_(2)F空心微球钠离子电池正极材料的制备与性能北大核心CSCD

Na_(3)V_(2)O_(2)(PO_(4))_(2)F(NVOPF)具有较稳定的聚阴离子结构、较高的工作电压和理论比能量,是一种具有良好应用前景的钠离子电池正极材料。但该材料在合成过程中易发生不规则团聚,且本征电导率低,导致材料的实际比容量较小,倍率性能和循环性能有待提高。通过离子掺杂以及合成具有微纳结构的材料可以有效提高这类材料的结构稳定性和电导率。本工作首次报道了多元醇辅助水热法合成具有空心微球结构的Nb5+掺杂NVOPF[NVNOPF,Na_(3)V_(2-x)NbxO_(2)(PO_(4))2F(0≤x≤0.15)]材料。所制备的NVOPF和NVNOPF是尺寸为0.7~1.0μm的具有中空结构的微球。可以发现微球由尺寸小于100 nm的纳米颗粒组成。纳米颗粒缩短钠离子的扩散距离,并且缓冲了由于钠离子的嵌入/脱出所导致的体积变化,提高了材料的循环稳定性。同时,掺杂Nb5+增大了NVOPF的晶格参数,增大了Na+扩散通道,将Na+在NVOPF中的固相扩散系数由Na_(3)V_(2)O_(2)(PO_(4))_(2)F的6.46×10^(-16)cm^(2)/s提高至Na3V1.90Nb0.10O2(PO_(4))_(2)F的3.52×10^(-15)cm^(2)/s。Na_(3)V_(1.90)Nb_(0.10)O_(2)(PO_(4))_(2)F材料以0.1 C倍率放电,首次放电比容量达126.4 mAh/g;以10 C倍率放电,初始比容量为98.1 mAh/g,500周循环后的容量保持率为95.2%,明显优于未掺杂材料的66.8%。研究结果显示掺杂Nb5+的空心球形微纳结构有效提高了NVOPF材料的电化学性能和循环稳定性。     

基于声信号的滚动轴承故障诊断研究

结合小波包短时能量散布熵、回溯搜索算法以及学习矢量神经网络，提出一种基于声信号的滚动轴承故障诊断新方法。首先利用小波包分解结合短时能量对声信号进行脉冲能量提取，突出与故障相关的时频子空间的能量分布，再通过计算各子空间短时能量序列的散布熵，构造特征矩阵。利用t-分布随机邻域嵌入方法对所获特征进行降维聚类，显示所提取的特征具有较好的聚类性能。然后采用回溯搜索算法优化学习矢量量化建立神经网络故障诊断模型，对轴承故障进行识别，并与多种诊断方法进行比较，试验结果表明，加入短时能量散布熵后，本模型提升了声信号的能量特性，优化了特征矩阵，诊断性能最佳。     

基于可培养技术的中国家用洗衣机中真菌多样性研究

本文通过可培养方法分析中国家用洗衣机中的真菌多样性，采用不同培养基对洗衣机不同位置的真菌进行分离，通过序列分析进行鉴定。结果表明从14台洗衣机的57个样品中共分离获得真菌253株，涵盖36个属。洗衣机中优势真菌主要有青霉属（Penicillium）、枝孢菌属（Cladosporium）、曲霉属（Aspergillus）、镰刀菌属（Fusarium）、紫霉属（Purpureocillium）等。研究结果为洗衣机中具有致味、致污、致病和抗逆功能的特征微生物的定向筛选、抗菌抑菌试验的开展以及作用机制的研究奠定了基础。     

具有低温蓄冷剂的斯特林低温冰箱性能研究

生物制品的低温转运对便捷式低温冰箱的蓄冷功能提出了明显需求。本文通过实验研究斯特林低温蓄冷冰箱在停电时的温度变化，基于实验建立三维数值模型，进一步研究了侧摆布置的蓄冷板高度比对箱内空气升温和蓄冷剂相变的影响。实验结果表明：环境温度为20℃时，无蓄冷冰箱的中心温度由-86℃升至-70℃需0.26 h,而载有3.2 kg蓄冷剂(EO-75)的蓄冷冰箱中心温度由-86℃升至-70℃的时间延长为5.33 h。模拟结果表明：侧摆布置的蓄冷板高度比具有重要影响，蓄冷板高度比由50%增至90%,箱内中心温度维持在-86～-70℃的时间由2.96 h延长至7.66 h,蓄冷剂的保冷效率由29.18%增至48.28%,故推荐蓄冷板高度比为90%。该研究结果可为低温冷链运输技术提供参考。     

一个基于连续体机器人的黏膜切开刀

本文展示了一种多自由度黏膜切开刀的开发,该切开刀具有4个自由度,包括三个空间位置自由度和一个刀头伸缩自由度,能够通过6自由度主手进行主从控制。着重阐述了切开刀的结构设计及运动学算法的开发,并通过主从控制进行切开刀的运动验证,以及切割效果的初期实验验证。通过实现以上功能,证明该切开刀能够在手术时对黏膜进行灵活地切割,进而能够作为经自然腔道手术(NOTES:Natural Orifce Transluminal Endoscopic Surgery)的核心工具。     

基于AOA优化SVM的轴承故障诊断方法研究

为有效提高滚动轴承故障诊断准确率，提出了基于自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)气泡熵(BE)和支持向量机(SVM)相结合的轴承故障诊断方法。首先经CEEMDAN分解得到一系列本征模态函数(IMF)分量，然后筛选重要IMF分量计算其气泡熵值，构建故障特征向量并输入到经算术优化算法(AOA)优化的SVM模型中进行训练和轴承故障分类。结果表明该方法识别准确率高达992%，相比GA SVM准确率提升了28%，也能成功识别出滚动轴承单一故障与复合故障，可以用于轴承故障分类。     

一个七自由度带力反馈的遥操作主手的开发

本文展示了一个机器人系统中具有力反馈(Haptic/Force Feedback)功能的遥操作主手的开发。此主手具有七自由度的串联结构,并集成了多个电机以提供力反馈。通过ROS(Robot Operating System)的Rviz仿真环境进行了运动学验证。详述了算法开发过程,如运动学、雅克比矩阵、可操作性、正逆动力学。逆动力学计算的结果可以提供跟力控相关的功能,如重力补偿。通过以上工作,此主手不仅可以作为遥操作的输入端,而且可以将外界的接触力反馈回主手,使其成为一个双向遥操作仪器(Bilateral Teleoperation Device)。因此它可以成为机器人遥操作场景下,尤其是机器人辅助微创手术RAMIS(Robot-assisted Minimally Invasive Surgery)中重要的遥操作工具。