基于ICEEMDAN方法和频率解调的行星齿轮箱故障电流信号特征分析

为了从电流信号中准确地提取行星齿轮箱故障特征,提出了基于改进自适应噪声完备集合经验模式分解和频率解调分析的故障诊断方法。通过改进自适应噪声完备集合经验模式分解将感应电机电流信号自适应地分解为一系列本质模式函数;根据故障频率调制供电频率的特性,以瞬时频率最接近供电频率为优选原则,优选出含有故障信息的本质模式函数作为敏感分量;并对敏感分量进行频率解调,通过频率解调谱诊断行星齿轮箱故障。齿轮箱试验分别采集太阳轮、行星轮以及齿圈三种局部故障状态的电机电流信号;信号分析结果表明该方法不仅可以减小定子电流噪声的影响,而且可以有效地提取复杂信号中的故障特征频率。     

行星齿轮机电耦合动力学及其电参数影响机理研究EI北大核心CSCD

针对机电系统动力学响应与电参数变化的相互作用机制问题,将时变啮合刚度及太阳轮处时变轴承刚度表示为转角的函数,建立了适用于不同转速工况的电机-齿轮机电耦合模型。使用dq轴坐标变换法推导了机械系统动态特性与电机定子电流的作用关系。基于精细的机电耦合模型,计算得出了振动响应及电机定子电流响应的频率特性,揭示了啮合频率与轴承频率在定子电流中的映射规律。研究结果表明:定子电流频率会受到机械部分频率调制作用从而产生相应边频,该边频成分可用于判断机械系统运行情况;啮合频率及其倍频直接与电流频率发生调制体现在电流频谱中,轴承频率先与啮合频率卷积再与电流频率发生调制才体现在电流频谱上;在不同转速下工况下,齿轮以及轴承特征频率偏移也能体现在电流频域上。     

行星齿轮机电耦合动力学及其电参数影响机理研究

针对机电系统动力学响应与电参数变化的相互作用机制问题,将时变啮合刚度及太阳轮处时变轴承刚度表示为转角的函数,建立了适用于不同转速工况的电机-齿轮机电耦合模型。使用dq轴坐标变换法推导了机械系统动态特性与电机定子电流的作用关系。基于精细的机电耦合模型,计算得出了振动响应及电机定子电流响应的频率特性,揭示了啮合频率与轴承频率在定子电流中的映射规律。研究结果表明：定子电流频率会受到机械部分频率调制作用从而产生相应边频,该边频成分可用于判断机械系统运行情况;啮合频率及其倍频直接与电流频率发生调制体现在电流频谱中,轴承频率先与啮合频率卷积再与电流频率发生调制才体现在电流频谱上;在不同转速下工况下,齿轮以及轴承特征频率偏移也能体现在电流频域上。     

谐波及无功分量实时检测的一种小波方法

从小波函数的带通性质出发,利用小波变换在不同尺度下对非正弦电流信号进行检测,由此得出了它的基波和谐波分量及其有效值. 通过重构基波分量与电源电压之间的相位差,求得了信号中的基波无功电流分量. 为说明所提出检测方法的有效性,进行了相应的仿真研究,并讨论了影响检测精度的因素.     

消除风力发电机定子电流检测中基频干扰的方法

在对双馈风电机组故障诊断的定子电流信号分析中,被测定子电流中的50 Hz基频在采集后会出现基频泄漏,而淹没实际存在的微弱故障信号,给故障诊断带来困难.针对基频淹没问题,通过大量实验研究,提出了一种基于减法器消除基频干扰的方法.首先对双馈风电机组定子电流基频淹没问题进行分析,然后设计一种基于减法器产生拍振信号的硬件手动消除50 Hz基频干扰的方法.实验结果表明:该方法能够有效削弱电流检测中的基频干扰,为风力发电机故障信号的获取提供便利.     

基于MCSA的异步电机测速系统研究

在满足实时测速的前提下,直接对电机定子电流使用离散傅里叶变换,会带来频谱分辨率差、能量泄漏等问题,从而不能准确获取电机转速信息.为此,提出一种结合快速傅里叶变换、加窗函数、频谱细分和信号识别的综合算法.即将经过调理采样之后的信号加上布莱克曼窗或者凯塞窗,再对其进行复调制高分辨率的快速傅里叶变换,最后有效获取转子信号频率并求出电机速度.实验结果表明,本测速系统测量时间较短且具有较高的测量精度.     

无转速计的旋转机械Vold-Kalman阶比跟踪研究

结合旋转机械升降速阶段振动信号的特点,提出了一种无转速计的旋转机械Vold-Kalman阶比跟踪方法。该方法利用能量重心法对振动信号进行频谱校正,估计瞬时频率,获得参考轴转速信号,再对振动信号进行Vold-Kalman阶比跟踪,提取阶比分量。与需要转速计的经典Vold-Kalman阶比跟踪方法相比,该方法无需鉴相装置,完全用软件方式实现,算法精度高。仿真和应用实例分析结果表明此方法能够在时域中准确地提取幅值和频率变化的阶比分量。     

压缩机性能数据的相对标准不确定度分析

通过多年对压缩机性能的研究,发现影响压缩机性能数据的主要参数为压力、温度、电流、电压、功率、转速等独立物理量,对这些独立物理量测量不确定度进行分析,推导出压缩机主要性能指标——容积流量、轴功率、比功率的合成相对标准不确定度,并给出容积流量的测量相对标准不确定度值的实例.     

数字微差补偿器及其在电流比较仪电桥中的应用

设计一种能够在四象限内对输出信号进行调节的数字微差补偿器,核心器件为16 位串行输入乘法型数模转换器,以正弦电压信号作为参考,可根据接收的数字编码分别调节输出补偿信号的同相分量和正交分量。提出一款计算机控制的电流比较仪电桥线路,应用数字微差补偿器和牛顿迭代算法实现电流比较仪磁势的自动平衡。利用研制的电桥对双螺线型计算电阻进行测量,结果表明,该电桥在1592 Hz频率范围内的标准测量不确定度为2×10^-7,能够满足交流电阻量值传递要求。     

高速电主轴负载扭矩软测量技术研究

在分析高速电主轴功率与负载转矩关系的基础上,提出了一种负载扭矩软测量的方法.采用电主轴定子电压、定子电流、空载电流和主轴转速作为辅助变量,建立了基于BP神经网络的负载扭矩软测量模型.以航空发动机离合器轴承试验台扭矩检测为例,对软测量模型进行了仿真研究.仿真结果表明,该方法能够满足一定精度要求,为解决高速电主轴拖动系统扭矩传感器昂贵和不易安装等问题,提供了一种解决方法.     

基于频谱分析的挖掘机噪声特性研究

本文通过采集挖掘机柴油机排气噪声、消声器排气噪声、柴油机壳体辐射噪声和操作室内噪声的声压信号,分析了空载条件下噪声声压信号的频谱特性,给出了各噪声信号在不同柴油机转速下的A声级噪声值。得出结论：柴油机排出噪声覆盖高、中、低频段;各噪声频谱特征比较类似;共振导致怠速时的柴油机振动比较大;各噪声强度均随柴油机转速的提高而增大;噪声源以及消声器排出噪声的低频段声压比较大的频率均是柴油机转速基频的倍数。     

Application of a z-transform signal model and median filtering for power system frequency and phasor measurements

A z-transform signal model that when combined with a nonlinear post-filtering scheme is able to estimate the operating frequency and voltage/current phasors in a power system is developed. The signal model parameters are identified by an optimisation method in which the error between the model output and the actual signal that represents a voltage or current in the power system is minimised. The form and structure of the signal model do not require iterations in the optimisation process for parameter identification. The system operating frequency is directly evaluated from the model parameters. Noise effects and possible mismatches between the model and the actual signal are countered very effectively by applying a median post-filtering process to the time series representing the frequency estimates derived from the model. Extensive simulation studies and comparisons with existing frequency estimation techniques confirm the high performance of the proposed method in terms of accuracy and time delay. The accurate estimation of the operating frequency, achieved by the proposed method, allows voltage and/or current phasors in power systems to be measured or determined more precisely.     

基于改进阶比的变速器微弱故障特征提取

提出了一种基于转速调整的改进阶比分析方法,并应用于提取变速器齿轮微弱故障特征。从理论上分析了传统阶比方法分析转速波动信号的局限性,提出了基于转速调整的改进阶比分析方法,采用传统和改进阶比方法对实测转速波动信号进行分析,通过对比证实了转速波动对传统阶比分析结果有较大影响,而改进阶比方法能有效克服该影响,明显改善了分析效果,提高了分析精度。分别采用传统阶比和改进阶比方法对变速器加速振动信号进行分析,结果表明,传统阶比谱不能正确区分齿轮正常与轻微故障状态,而改进阶比谱能清晰反映齿轮正常与轻微故障状态的幅值能量变化,说明改进阶比方法能有效分析转速波动信号并正确提取出微弱故障特征。     

驻波声流马达

目前的超声马达研究与应用主要关注于接触驱动型,而对非接触型、非线性驱动的研究较少。在声场强度足够大时,声场的非线性效应足以在低频情形下驱动马达转子。利用驻波管中的强声场引起空气质点非周期运动形成声流,获得时均不为零的驱动力,驱动非接触型轻质马达叶轮运转。在理论分析的基础上,经过管端修正,最后通过实验发现,马达相对转速曲线与驻波声场理想声压曲线吻合。在实验中还观察到马达叶轮能够达到较快的转速,并且转速可以通过声场频率和马达所处位置来调节。     

旋转机械非稳定信号的伪转速跟踪阶比分析

旋转机械非稳定信号阶比分析技术，是旋转机械特征分析的重要内容。本文提出并介绍了用时频分析技术中的瞬时频率估计实现伪转速跟踪阶比分析的方法。和传统方法相比，本方法无需转速计和鉴相装置等辅助硬件手段，简化了阶比分析的实现。介绍了借助本方法实现的阶比谱、阶比谱阵和跟踪阶比谱等阶比分析技术的方法，并通过实际测试验证了其有效性。本方法是对已有方法的有力补充，特别适合虚拟测试仪器发展的要求。     

变面积电涡流传感器带冠叶片振动测量

为实现对各种带冠叶片的振动的非接触式测量,提出一种基于变面积型电涡流传感器的带冠叶片振动测量技术.当转子叶片进行高速旋转时,叶片扫过电涡流传感器,会使感应面积发生变化,后接高速数据采集分析处理系统,将面积变化信号进行处理,从而获得带冠叶片振动参数.在某型汽轮机末级带冠叶片上进行振动试验,试验结果表明变面积型电涡流传感器...     

基于高低压电源切换的双环恒流控制电磁流量计励磁控制系统

为了提高电磁流量计高频方波励磁性能,基于励磁恒流控制仿真分析,采用外环高低压电源切换和内环电流微调的双环励磁恒流控制方式,以保证电磁流量计高频方波励磁时一次仪表输出信号零点稳定、电源利用效率高。设计方波励磁控制系统,以实现高频方波精确励磁。仿真结果表明,高压源电压越高越有利于拓宽励磁频率范围。实验结果表明,系统在高频方波励磁时,励磁电流响应速度快且电磁流量计传感器输出信号零点稳定。     

服役工况下高速动车组齿轮箱箱体振动特性分析

为探究某高速动车组齿轮箱箱体在服役工况下的振动特性,对齿轮箱开展线路跟踪服役试验,通过分析测试系统在齿轮箱箱体多路线工况下采集的数据,研究其所真实反映的齿轮箱箱体及轴箱在实际运营线路中的振动特性.结果表明:齿轮箱箱体的振动比轴箱的振动更易受到列车速度变化的影响,且箱体的振动加速度与列车运行速度变化趋势基本一致;试验动车...     

旋叶式汽车空调压缩机NVH特征分析

基于旋叶式汽车空调压缩机的结构特征和工作原理,总结其噪声种类及产生机制。利用B&K 3560C声学采集系统获得某旋叶式压缩机窄带频谱、升速云图、总值、阶次以及响度、尖锐度等声品质参数,并进行NVH特征分析。结果表明:该压缩机以10阶及其倍频噪声为主,其振动、噪声能量分散,脉动能量集中;特征响度峰值频带分布随转速升高而增加,主要分布于中高频带。     

基于DSP的频谱分析型激光多普勒信号处理器的研究

为了提高激光测速系统中信号处理速度,获取更高的测量精度和实时检测能力,本文从硬件结构、传输策略和试验结果入手,提出了利用DSP芯片作为频率分析处理器的多普勒测速系统.通过对A/D控制策略,光电数据采集压缩,DMA传输和DSP处理器中的FFT谱分析和频谱校正算法的研究和对数变频模式模拟电压信号测量试验,实现了多普勒信号处理器在显示采样频率为7MHz,速度显示间隔为0.3ms的实时检测和频率细化能力.