机电类特种设备启动装置故障检测系统设计

当前故障检测系统检测速率和检测精度较低,稳定性较差,不能及时准确地检测出特种设备启动装置的故障。提出设计机电类特种设备启动装置故障检测系统。根据故障检测系统需求,对故障检测指示单元和数据处理传送单元两大主要硬件部分进行改进;依据骨架理论,对故障检测指标进行提取,计算故障检测频率,实现软件部分的故障检测功能,完成机电类特种设备启动装置故障检测系统的设计。实验结果表明,该系统检测速率高,检测精度高,系统稳定性好,运行能耗低。     

基于MapReduce并行处理的机电特种设备故障诊断系统设计

针对直流接地故障检测系统检测结果误差大的问题,提出了基于MapReduce并行处理的机电特种设备故障诊断系统设计;根据系统总体架构,将硬件结构分为故障检测显示单元和数据处理及传输单元;整流电流,使用二极管整流装置设计集流故障检测指示电路;采用多层差分电路获取脉冲信号,以低电平电压位置的故障检测器作为检测点,设计电流突变检测模块;使用DH08型号开关状态检测模块,具有8路交流输入,由此检测设备断电故障;选配6AU1410-0AB00-0AA0型西门子报警模块,对故障点进行报警处理;设计MapReduce执行流程,分析4个MapReduce作业训练过程,计算数据属性特征词在每个故障类中的频率值,由此完成故障诊断;以轴承故障为例,进行实验验证分析;由实验测试结果可知,该系统与实际波形差别较小,其对A相、B相C相电流短路故障诊断的时间点波形变化与实际曲线基本一致,在0A附近波动,说明该方法具有精准检测结果,能够为机电特种设备广泛应用提供设备支持。     

一种小型直流电机控制系统硬件设计方案

设计了直流电机转速闭环控制系统的硬件电路,通过STC12C5A单片机输出PWM信号,驱动L298N功率变换模块,实现对电机电枢电压的控制.设计了系统电源电路,单片机系统显示及键盘接口电路,系统驱动电路,速度检测电路,进行了直流电机的驱动实验.实验结果表明,所设计的直流电机转速闭环硬件系统具有良好的控制性能,有一定工程应用价值.     

基于STM32的无线重力感应遥控系统设计

基于STM32控制器设计了一款无线重力感应遥控系统,该系统由遥控端与运动小车组成。遥控端利用倾角传感器ADXL345检测遥控端的倾角信息,然后传给STM32控制器进行处理并转换为相应指令,通过NRF24L01模块发送给运动小车。运动小车接收到指令之后,通过NUCLEO-F411控制电机驱动模块L298N驱动小车产生相应动作。所设计的无线重力感应系统具有简单、直观、易操作等特点,具有广泛的应用前景。     

基于单片机的电动汽车防酒驾系统

本设计是基于52单片机的电动汽车防止酒后驾车的系统,其中的基本功能有：酒精浓度检测、酒精浓度液晶显示、无线传输、限制行车、报警等。本系统由52单片机控制运行,酒精浓度检测任务由MQ-3酒精传感器完成,酒精检测后的浓度数值由NRF24L01无线芯片进行浓度数值的发送与接收,酒精浓度的数字信号转换成电压模拟信号的任务由ADC0809模块实现,浓度由LCD液晶屏显示,电动汽车模拟电机控制由L298N电机驱动进行驱动。当司机酒后想要行车时,系统会强制限制其行车,并响起警报,有效的起到防酒驾功能,设计更加具有人性化。     

基于贝叶斯网络的电力变压器局部放电故障检测

针对传统电力变压器故障检测方法对电力系统中潜藏的故障问题检测水平不足,准确率较低,无法及时准确的发现异常隐患等问题,提出基于贝叶斯网络的变压器局部放电故障检测方法;首先通过传感器获取电力变压器不同状态下运行过程中的参数数据,对局部放电故障发生的概率和范围进行合理性评估,提取评估概率数据综合为样本数据集,构建贝叶斯网络故障树;根据逻辑规则转化为贝叶斯网络,推演计算故障节点之间的算例关系,利用贝叶斯原理抽取故障特征指标与异常概率之间的关联关系,利用模糊描述方法构建故障特征关联函数,计算可得故障特征模糊函数动态变化关系,实现对变压器故障发生的概率与位置信息的判断与确定;实验结果表明,利用贝叶斯网络对电力变压器局部放电故障检测准确率达到85%以上,最高可达96%,说明该方法具有较高的检测准确率,能够有效提高电力变压器放电故障检测的有效性。     

特种设备信息加密系统设计

对特种设备信息的加密系统进行设计,目前存在信息加密不彻底和采集的可靠性较低等问题;为此,提出特种设备加密系统设计方法,通过信息接口模块完成特种设备中信息的输入和输出,信息流程编辑模块负责开发设备中信息加密流程的组件,完成对特种设备中任务流程的检验,信息流程调度模块对信息流程任务进行调度管理;系统软件设计部分采用数据加密改进方法使信息源节点将要传输的多份信息数据分解成互不相关的信息数据,完成特种设备信息加密系统的设计;实验结果表明,所设计系统信息加密效果好、信息的完备性较高。     

超声波避撞自动往返小车

本设计是超声波避撞自动往返小车。整个系统由单片机最小系统为核心,外扩黑线检测模块、避碰检测模块、电源模块、电机驱动模块、液晶显示模块和测速模块等构成自动往返电动小车系统。最小系统以STC12C5A60S2作为主控芯片,这是一款增强型51单片机,带双路PWM输出;黑线检测采用红外发射接收装置,以LM324作为比较器;避碰检测采用超声波实现较高精度的调节;电源模块采用5V稳压芯片LM2940为各部分供电;电机驱动采用L298N双H桥直流电机驱动芯片;显示模块用LCD1602液晶;测速模块采用对槽型光电传感器加专用编码盘。最终,基于可靠的硬件设计和精确的软件算法,实现贴壁行走和自动往返等要求。     

基于远程无线通信的直流电源故障诊断系统

针对直流电源运行过程中存在诸多故障数据信息,设计了包括数据层、通信层和网络层的改进型蚁群神经网络的直流电源故障诊断系统,通过无线远程通信的方式实现数据通信,提高数据通信能力。并通过交流互感器实现直流电流源中的高精度电流采样,硬件系统主要包括输入设定模块、功放模块、输出变压器、采样互感器和整流模块等,以误差计算的方式提取,并将电源中的故障诊断数据提取进行监测。通过构建蚁群算法实现直流电源故障数据信息的最优诊断。通过试验,本研究方法故障检测误差低,搜索能力强。     

基于ATmega128的步进电机细分驱动技术

本文根据合成电流矢量恒幅均匀旋转法,利用AVR高档8位单片机ATmega128的16位PWM模块产生双PWM信号,结合双全桥功率驱动芯片L298N来实现二相混合式步进电机的细分驱动,给出了细分驱动的硬件设计原理图以及相应的软件控制流程图。实验结果表明:该细分驱动器具有控制精度高、低频运行平滑度稳定、并且根据具体应用场合要求有细分数可调等特点。     

基于扩张状态观测器的卫星通信跟踪控制系统设计

当前卫星通信跟踪控制系统对精准度的控制仅能维持在微弧度量级,跟踪控制精度难以达到用户要求,为了解决上述问题,基于扩张状态观测器设计一种新的卫星通信跟踪控制系统。系统硬件主要设计了控制模块、传感器模块、电源模块与电机驱动模块,控制模块的核心芯片选用SXD320F2784型号,提高处理频率,电源芯片为TDG3320芯片,能够保证固定电压转换为可调电压,传感器模块通过AHRS轴向传感器、GPS、信标机组成,确保传感能力,利用L845N芯片设计电机驱动模块,增强额定电压。引入扩张状态观测器,通过系统初始化、天线经纬度计算、误差比较、卫星通信信号跟踪控制、驱动直流电机实现软件流程。实验结果表明,所设计卫星通信跟踪控制系统能够将跟踪精度从原来的微弧度量级提高到纳弧度量级,有效提升跟踪准确率,增强系统的干扰抑制能力,确保控制输入峰值达到与其要求。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

基于蓝牙控制的智能小车设计

本文研究蓝牙遥控的多功能智能小车,采用无线蓝牙技术对各种智能模块进行控制,用户可以通过手机客户 端直接对小车进行实时操控。本系统由C51 单片机为主控芯片,L298N 为电机驱动芯片、HC-06 蓝牙无线模块、1602 液晶显 示模块、超声波模块等电路组成。基于手机平台,借助于蓝牙技术,最终实现为一个完整的多功能智能小车系统,实现了智能 小车的蓝牙无线遥控、自动壁障等功能。     

异步感应电机转速自适应控制系统

为解决传统电机转速控制系统存在的噪声控制不理想、电流电压采样精度低、故障检测不准确等问题,设计了异步感应电机转速自适应控制系统。选用DSP-LF2407为系统硬件主控制芯片,通过对功率主电路和功率驱动电路进行优化,加强硬件部分的噪声控制;接入高精度采样电阻,对电压信号进行RC滤波,依据FAULT管脚电平在系统故障时会被拉低的特点,提高系统软件电流电压采集和故障检测的精度。通过对硬件和软件部分进行优化,实现异步感应电机转速自适应控制系统的设计。实验结果表明,该系统噪声控制效果好、电流电压采用精度高、故障检测精度高。     

基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统设计

目前提出的数控机械在线监测诊断系统温度采集准确度较低,导致诊断过程稳定性及准确性较差,为此基于CRIO设计了一种新的数控机械在线监测诊断系统,以期更好地分析数控机械的运行状态;通过数控机床在线监测模块、远程设备管理模块及故障诊断模块组成系统总结构,硬件设备包括NTI CRIO驱动器、新型伺服电动机、采集卡、传感器以及PC上位机,设计多参数在线监测模块、网络控制模块、设备管理模块和故障诊断模块;在采集信号中提取数控机械运行状态数据,通过格拉布斯准则估算标准偏差,去掉误差数据后,输出有效数据,完成数据的采集及存储,实现数控机械在线监测诊断系统设计;实验结果表明,基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统的温度采集准确率为99%,振动信号采集准确率为95%,可以有效提高采集精准度,增强数控机械在线监测诊断系统的准确性及稳定性。     

基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统设计

为实现对定子绕组匝间短路故障行为的精准识别，确保异步电机的稳定运行状态，设计了基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统。在DSP外围电量回路中，设置ARM处理器与步进电机驱动模块，采用模数转换单元结构，调节电量互感装置的实时运行状态，实现对异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统硬件设计。根据Lyapunov函数定义条件，确定Nussbaum增益参数取值范围，在此基础上，定义Lyapunov算法模型，再通过计算故障预测特征的方法，求解定子绕组的短路故障电压方程与匝间电感参数，对定子绕组匝间短路故障特征进行分析，实现异步电机定子绕组匝间短路故障检测。实验结果表明，所设计系统可以有效控制定子绕组匝间短路故障电流和电压检测结果与标准检测结果之间的差值水平，能够精准识别定子绕组匝间短路故障行为，保障异步电机的稳定运行状态。     

基于CPCI总线的航天器通信信号设备故障检测系统设计

针对当前航天器通信信号设备故障检测系统受到噪声影响,导致系统通信设备故障信号检测精准度低,检测时间长的问题,设计基于CPCI总线的航天器通信信号设备故障检测系统;CPCI故障模拟模块利用RS232串行线控制注入机,采用故障注入器执行故障注入CPCI总线,接收控制系统参数和指令,使用时钟分配芯片传输时钟信号,通过CPCI检测板卡模块,配合FPGA实现接口控制,完成系统硬件结构设计,利用任务间相互依赖关系,实现任务间相互检测,通过终端网工作站定期发送多路通信网相关信息,返回无疵点检测结果,采用二次相关算法,提取多通道通信故障信号详细信息,准确估算通信信号时延,排除多通道网络噪声影响造成的通信故障,完成系统软件部分设计;实验结果表明,基于CPCI总线的故障检测系统的故障信号检测时间仅为1.8 s,故障信号幅度最大为28 dB,最小为1 dB,与实际变化幅度一致,通信设备故障信号检测精准度较高,能够有效缩短通信设备故障信号检测时间。     

信息融合在模拟电路故障诊断系统中的应用

设计一种基于信息融合和神经网络理论的模拟电路故障诊断系统。采用基于单片机的信号采集系统,对电路可及点电压和不同激励频率下的电路输出电压峰值进行采样,得出电压和电路放大倍数2类故障特征参数,利用其进行基于BP神经网络的初步诊断,运用模糊变换方法进行融合诊断及故障定位。实例诊断结果表明,与基于单一信息的诊断系统相比,该系统能定位不同类型的元件故障,诊断准确率较高。     

基于运动解耦的无人机驱动故障自动检测系统

无人机驱动故障检测一直是无人机研发领域面临一大难题之一,因为以往检测系统,如以视觉感知和超声波技术为基础的故障检测系统,无法在交叉耦合作用下将故障信号与正常信号区分开来,从而影响了系统检测性能。在此背景下,针对无人机驱动机运动耦合特性,提出一种基于运动解耦的无人机驱动故障自动检测系统。该系统设计主要由硬件和软件两部分组成,硬件包括采集模块、调理模块、通讯模块、主控模块等四部分,软件主要针对主控模块中的检测程序进行分析,包括故障分离、故障振动特征提取和故障识别。结果表明:本系统总失效概率为0.72%,比以视觉感知和超声波技术为基础的故障检测系统总失效概率低0.19%和0.7%,说明本系统鲁棒性更好,系统检测性能提高。