交流电动机拖动液压设备状态监测系统设计

以液压设备运行状态在线监测为目标,采用电信号李萨如图融合技术,在工控机虚拟仪器平台中开发了包含李萨如图、电参量和功率圆等监测内容的状态监测系统。在交流电动机拖动液压系统实验台上进行实验,结果表明:李萨如图面积、倾角等特征参量与电功率参量能够反映液压设备负载工况,功率圆与电功率参量能够反映设备的功率匹配状况。     

机电液系统转速波动分量Vold-Kalman时变滤波提取方法

机电液系统的转速波动信号蕴含着丰富的系统运行状态信息,从该转速波动信号中通常可以观测到多个波动源的耦合现象。针对磁电式转速传感器输出的方波信号中转速波动分量的特征提取问题,提出了基于Vold-Kalman时变滤波的转速波动分量提取方法。首先利用采样点计数测速算法获得变转速泵控液压马达系统的瞬时转速信号;其次,结合短时傅立叶变换和二值细化处理得到的瞬时频率估计曲线作为中心频率,构造了基于转速波动信号特征模型的结构方程和数据方程;最后通过最小二乘滤波和PCG法求解,实现了转速波动分量时域波形的提取。实验结果表明:该方法能有效地提取变转速泵控马达系统中由柱塞马达输出轴转频及减速箱输出轴转频引起的转速波动,为机电液系统的状态监测和运行可靠性分析提供了新方法。     

三相永磁同步电机拖动的液压系统性能仿真研究

由电机拖动的液压系统具有可靠性好、调速方便、效率高等优点,而三相永磁同步电机拖动的液压系统较异步电机拖动的液压系统在效率及调速精度方面更优越,在建立由三相永磁同步电机拖动的液压系统数学模型的基础上,考虑了液压系统中常见的油液黏温黏压特性、有效体积弹性模量和非线性摩擦力等3种非线性因素,使用Matlab/Simulnk软件分析了系统参量变化时系统的性能改变情况。通过仿真实验,验证了模型的正确性和有效性,为开展永磁同步电机拖动的液压系统性能研究提供了参考。     

液压动力系统功率在线监测方法研究

针对液压动力系统能耗高、效率低等问题,提出系统功率在线监测方法并给出两种功率监测方案;建立系统功率软测量理论模型,并应用变频电机-齿轮泵驱动方式设计液压动力系统试验台;采用恒转矩与恒功率两种变频调速方式,在试验台上进行系统动态功率监测试验,得到不同工况下的电压、电流、压力、流量与功率曲线,并对系统变频调速特性及压力、流量脉动产生原因进行分析;最后结合理论与试验分析结果,给出系统功率匹配控制策略与压力、流量脉动消减措施。     

QTZ630塔式起重机的有限元动力学分析

以QTZ630塔式起重机为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立有限元模型,重点讨论了在自重载荷、风载荷等静载荷影响下,受起吊及卸载工况冲击载荷作用时塔机整体结构的变形、应力随时间的响应情况。对于研究塔式起重机的动态特性及避免材料破坏而造成事故具有实际意义。     

基于稀土永磁电动机的液压动力系统能耗试验研究

介绍了永磁变频电动机的特点及其在液压系统中相对于异步变频电动机的优势,利用函数互相关原理计算电动机功率因数,得出精电动机输入功率的精确计算方法。并在此基础上对稀土永磁电动机变频调速液压系统和异步电动机变频调速液压系统进行了特性及能耗对比试验,结果证明,稀土永磁电动机变频调速液压动力系统有比较明显的节能效果,特别是在低速轻载时,节能效果更明显。     

超声谐振器在传感器测距中应用分析

设计一种超声谐振器,旨在解决超声传感器远程测距中因超声波能量分散和衰减过快导致的回波信号难以识别问题。首先,根据声学理论分析了超声谐振器可以通过改善阻抗匹配提高其辐射效率;再利用Bessel函数分析了超声谐振器影响声源指向性的重要设计参数,通过改变声源频率、谐振器开口面积等设计参数可以使指向性尖锐,能量更集中。Matlab仿真计算与相应的实验均证明了理论分析的正确性和优化谐振器设计参数对提高超声探测距离的有效性与可控性。     

基于信息融合的塔式起重机运行状态监测系统

将信息融合技术引入到塔式起重机运行状态监测系统中,介绍这种基于信息融合和单片机技术的塔式起重机运行状态监测与自动保护系统的结构、工作原理及其特点。     

利用SOM网络可视化方法诊断液压系统故障

由于液压系统的非线性、故障机理的复杂性和多样性,很难准确判断复杂液压系统的故障原因,利用神经网络具有良好的非线性映射能力、自学习适应能力和并行信息处理能力,为解决未知不确定非线性系统的问题提供了一条新的思路.介绍了基于自组织特征映射神经网络(SOM网络)进行液压系统故障诊断的方法.SOM网络是一种重要的无导师学习训练算法的神经网络,使用该算法进行训练后,可以将高维输入空间映射到二维空间上,并对故障现象进行自动分类,从而得出它们对应的故障原因.同时为了便于识别故障,利用U矩阵图对神经网络仿真结果进行可视化.以某工程机械的水平支腿液压系统为例,应用SOM网络进行仿真,并对结果进行可视化.仿真结果表明,SOM网络可视化方法具有故障模式识别能力,为液压系统故障诊断提供一条新途径.     

基于电参量信息融合的液压系统状态识别技术

以液压系统运行状态在线监测、故障诊断以及功率优化控制为研究目标,提出将电动机三相交流电源的电压、电流信号用李萨如图产生单相及三相信息融合方法.利用机电动力学建立交流电动机驱动液压系统的动态功率平衡方程,分析电、机、液能量的转换和耦合过程,在此基础上提出用三相电气参量提供的幅值、相位、相间和相序信息绘制单相和三相李萨如动态图形,由数学分析推导出李萨如图形面积、外接矩形、摆动角度等特征量与交流电功率之间的函数关系,通过计算李萨如图特征量的变化实现对液压系统运行状态、运行工况以及功率匹配情况进行在线监测,形成基于电参量信息融合的液压系统运行状态识别技术.研究结果表明,单相李萨如图形面积可线性表示液压系统负载功率的在线状态,其外接矩形面积表示电源负荷状态,由此构成的功率圆可以在线监测电动机与液压系统负载工况的功率匹配过程;通过李萨如图形特征可以识别液压系统加载、减载、冲击、过载、溢流以及储能等典型工况;根据本方法形成的三相李萨如图还可对液压系统的电动机、机械和液压故障进行分类判别.