装甲车内部振动信号采集与分析

通过在不同的路面环境下对装甲车驾驶舱内的发动机缸盖和动力舱内部座椅处的振动信号进行采集,并对其进行分析和处理,研究如何对车辆发动机进行故障诊断和车辆振动对驾驶员的影响,并作为车辆维护和改造的依据.分析结果表明:通过分析从发动机缸盖和座椅处采集到的振动信号可以得到车辆相关的信息,为装甲车辆的维护与改造提供可靠依据.     

航空发动机控制系统振动信号处理方法研究

针对航空发动机控制系统中对振动信号的监测需求,提出了一种基于多任务实时控制系统的振动信号实现方法.分析了FFT变换的基本原理和算法,提出了一种改进的FFT频域分析算法.同时,在有限的任务资源下,对振动信号的处理过程进行合理拆分,并在多个控制任务中对其进行交叉处理.最终实现了对发动机转子振动信号的解析处理及实时监控.经过大量的分析及试验验证,证明该方案能够较好地满足当前的试验需求,为航空发动机控制系统振动信号进一步的研究工作奠定了基础.     

小波降噪与BSS在航空发动机故障诊断中的应用

在航空发动机的故障诊断中,传感器测得的信号通常是非平稳的振动信号;受发动机工作环境影响,这些振动信号含有大量噪声且多路源信号相互混叠;传统的信号处理方法很难从此类信号中快速有效地提取出故障特征;运用小波阈值降噪结合盲源分离的方法对发动机振动信号进行了分析,并对某型航空涡扇发动机发生空中停车故障时的振动信号进行了分析,验证了该方法在航空发动机故障诊断中的有效性.     

多小波在振动信号降噪中的应用

发动机是一个复杂的机械动力系统,为了通过振动信号来判断发动机的状态,可通过传感器采集发动机振动信号,进行故障诊断,必须对其原始信号进行降噪预处理。传统的小波降噪一般选取单小波,由于多小波可同时具有正交性、紧支撑性、对称性和高阶消失矩特性,比单小波更具优势。针对GHM多小波降噪,讨论了两种预处理方法;对仿真信号分别进行了多小波、db4小波软阈值降噪,实验结果表明多小波具有更好的降噪效果;最后将多小波应用于飞机发动机振动信号降噪中,取得了良好效果,为发动机状态监测与故障诊断提供了一种可行的信号处理方法。     

空气加热器振动信号的测量与处理研究

针对火箭发动机试验中某加热器振动信号的测量和处理问题,首先在加热器某测点上冗余配置了两种不同型号的加速度计,完成了其振动加速度信号的测量;之后,基于MATLAB编程方法实现了加热器振动加速度信号消除趋势项和平滑预处理,通过对两种预处理结果的比较分析,得到了最终合理的振动加速度信号;最后,将振动加速度信号进行了频域二次积分解析运算,得到了其振动位移量信号;试验结果验证了信号测量的可靠性和处理结果的有效性和准确性,从而为加热器振动状况的分析提供了全面、可靠、准确的数据依据。     

旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统

旋转机械测试中，振动信号通常是随机非稳态信号，必须进行振动和转速信号同步分析。而目前转速测试，硬件实现复杂，实时性差，且不易实现对多路信号同步高速处理。为此利用DSP和PXI总线设计了旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统。MAX125完成数据的采样及A／D转换；TMS320VC33作为主控芯片，对转速原始信号处理得到瞬时转速，同时对振动信号重抽样，精减数据；处理后，由PXI接口传送给主机。用三缸柴油机发动机转速原始信号和一路简单的正弦信号为实例，说明了该系统的应用，并得到了比较理想的结果。     

基于PC104的航空发动机频谱分析仪设计

针对航空发动机复杂振动信号难以检测和提取的问题,设计了一种基于PC104总线技术的便携式频谱分析仪。硬件部分以PC104模块为核心,通过自行设计的信号调理电路,实现了对8路振动信号和2路转速信号的采集,其中4路振动信号被ICP传感器采集,提高了采集信号的信噪比;软件部分基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台设计,采用模块化的设计思想,实现了数据采集、处理、分析和存储等功能。实际应用表明,该设备运行稳定、可靠性好,能够及时、准确地反映出发动机中存在的故障。     

随机共振在民航发动机转子振动中的应用研究

为有效降低航空发动机转子噪声对民航发动机转子振动信号提取的干扰,提高转子振动信号提取的准确性,将随机共振用于转子振动信号的处理.随机共振是一种在菲线性系统中噪声对目标信号起促进作用的反直观现象.首先介绍双稳随机共振的基本原理及其数学模型,再对某型民航发动机转子振动监测数据进行随机共振数值仿真.仿真结果表明,改进方法能有效提取发动机转子振动信号,并在强噪声条件下的转子振动信号提取中具有突出优势,且能监测到振动数据采集时的短时失效现象,较好地反应了转子的真实振动情况.     

基于汽车振动分析的发动机在线转速实验研究

为方便简易地满足环保检测时对发动机转速测量的实时要求,在比较了传统的测量方法的优缺点后,采用无需拆卸机械的振动检测法.为得到更精确的转速,对振动信号的分析方法进行了设计.首先利用相关分析对采集到的信号进行时域消噪处理,其次在频域利用CZT变换以振动基频附近的较小范围进行窄带分析,软件仿真结果较好地满足了要求.现场实验采集夏利振动信号进行处理,误差分析证明该方法的可行性、实用性,实际应用中用DSP实现,适用于各种车辆.     

旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统

旋转机械测试中,振动信号通常是随机非稳态信号,必须进行振动和转速信号同步分析。而目前转速测试,硬件实现复杂,实时性差,且不易实现对多路信号同步高速处理。为此利用DSP和PXI总线设计了旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统。MAX125完成数据的采样及A/D转换;TMS320VC33作为主控芯片,对转速原始信号处理得到瞬时转速,同时对振动信号重抽样,精减数据;处理后,由PXI接口传送给主机。用三缸柴油机发动机转速原始信号和一路简单的正弦信号为实例,说明了该系统的应用,并得到了比较理想的结果。     

基于小波包分析的航空发动机故障诊断

航空发动机是一种复杂的旋转机械,故障种类多面且难以辨别。为了保定飞行安全,对航空发动机的故障进行正确、快速地检测,在分析航空发动机故障特征的基础上,利用发动机振动信号的时域指标判断发动机工作是否正常,再对存在故障的发动机振动信号进行小波包分解,作出频带能量图来进一步识别故障。按上述方法对某型涡轮风扇发动机在飞行中空中停车的振动信号作了分析,准确地识别出了故障。结果表明,小波包分解方法进行航空发动机故障诊断具有简单、直观的实际应用价值。     

基于分群辨识曲线的信号能量分析法

针对传统的信号能量分析法无法直接处理高阶模式下的非平稳振荡信号,结合振荡机组的分群辨识,提出用基于分群辨识曲线的信号能量分析法进行低频振荡参数的在线辨识,以拓展信号能量分析法的适用范围,并提高辨识效率。该方法借助信号能量分析法能处理上下包络线关于时间轴对称的信号这一特点,利用振荡机组分群辨识得到的两个发电机群的反向对称轨迹,采用信号能量分析法辨识主导振荡模式。仿真测试的结果表明基于分群曲线的低频振荡在线辨识方法结果准确、计算效率高,能够有效地识别系统的主导振荡模式。     

短时傅立叶变换在振动信号处理中的应用

短时非平稳振动信号往往淹没于较长时间的平稳或准平稳段落之中,从而忽略对其处理,使深入分析信号的全貌受到限制。针对实测振动信号中的这类信号,引进短时傅立叶变换进行局部数据处理,得到良好的时频分辨率,为全面分析振动信号特性提供了一种方法。     

基于振动频谱的磨矿过程球磨机负荷参数集成建模方法

以磨矿过程的湿式球磨机为背景, 针对传统磨机负荷(ML)检测方法只能依靠灵敏度较低的轴承振动、筒体振声和磨机功率等信号监督判断ML状态, 难以检测磨机内部负荷参数的问题, 提出了一种基于高灵敏度的筒体振动频谱的集成建模方法. 首先, 依据磨矿过程的研磨机理, 将振动频谱采用波峰聚类方法自动划分具有不同物理意义的分频段; 然后利用核偏最小二乘(KPLS)算法分别建立各分频段的ML参数子模型; 最后, 依据子模型训练数据预测误差的信息熵获得初始权重, 加权得到最终的ML参数集成预测模型; 在线使用中则根据子模型预测误差的变化进行权值的在线自适应更新. 仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于EMD和神经网络的变速箱状态识别研究

针对变速箱故障信号的非平稳和时变特点,提出了EMD和奇异值相结合的变速箱故障诊断方法;以变速箱箱体振动信号作为分析对象,首先对信号进行EMD分解,提取包含主要信息成分的IMF分量构成特征向量矩阵,计算其奇异值和奇异值熵,分别作为特征向量,通过神经网络和K近邻法判别变速箱的工作状态;在某型装甲车辆的实车测试中,以奇异值作为神经网络的输入特征向量和以奇异值熵作为K近邻法的特征向量均取得了较好的识别效果.     

航空发动机自调整模糊控制器设计研究

航空发动机是一个复杂的非线性控制系统,难以建立精确数学模型,在飞行包线宽广的范围内工作存在不确定性和时变性。模糊控制有利于解决上述问题,而基本模糊控制器一旦被设计,对于模糊规则和综合推理也被确定,但不能调整。为了满足航空发动机复杂多变的控制要求,提出一种规则自调整的方法设计模糊控制系统。采用自组织思想,引入调整因子,实现对模糊规则的自调整功能。通过对航空发动机模型仿真,结果表明,与基本模糊控制器相比,自调整模糊控制器输出调节时间短、速度快、阶跃响应特性好,满足航空发动机控制要求。     

光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计

针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STemWin嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块.该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大.利用FreeRTOS嵌入式操作系统进行多任务功能部件开发,并设计了STemWin人机交互界面.随后搭建分布式光纤振动传感系统对嵌入式相位调制模块进行测试,结果表明该模块可实现驱动信号频率、占空比、输出极性和电压的调节,并可在总长为11.769km的传感光纤上对冲击信号进行实时采集,且振动信号定位误差在41m以内,从而可满足各类光纤振动传感系统在长距离不同位置处进行振动测试与标定的需求.     

基于Shannon熵的飞机交流发电机振动分析

飞机交流发电机是飞机关键部件之一,监测其健康状况具有重要意义。通过设计实验数据获取平台采集交流发电机在转速上升(从6000转/分到8500转/分)、平稳运行(7500转/分)及转速下降(8500转/分到6000转/分)三个阶段的振动信号,利用符号序列Shannon熵的计算方法以及符号化方法设定合适参数对振动信号进行了处理,得出了交流发电机在三个阶段的振动信号的Shannon熵;通过初步的分析表明,交流发电机在正常状态下三个阶段的Shannon熵都比较有规律的在一定范围内变化,一旦发生振动异常将会引起Shannon熵突变;经过分析讨论,Shannon熵的突变与否是可以用来反映交流发电机在机械方面是否存在故障隐患的。     

在高速数据采集系统中用DRAM实现海量缓存

介绍了一个多通道高速数据采集系统的实现，主要讨论了该系统的硬件结构和采用ＤＲＡＭ实现海量缓存，提高负延时深度的方法。