基于STM32的振动信号采集系统设计

针对旋转机械设备设计了一套便捷式振动信号采集系统,利用三轴加速度计ADXL345采集加速度信号,STM32将采集到的数据经过运算在LCD上显示加速度、速度和位移等参数,并经过FFT运算后在LCD上显示频谱,最后对数据进行存储。在STM32上实现了数值积分和最小二乘法,并且可以通过触摸屏对显示内容进行切换。采用时域积分对加速度信号进行积分运算,并利用最小二乘法消去积分过程中产生的趋势项,得到准确的速度和位移数据。通过实际测试,得到加速度、速度和位移的峰值分别为9.990 m/s^2,19.733 mm/s,40.627μm,与加速度校准仪的输出参数一致,实现了振动信号的实时检测功能,由此验证了设计的正确性,实验结果表明该方案符合预期设计要求。     

基于加速度传感器测量高压断路器速度、位移特性的研究

高压断路器测量速度和位移普遍使用直线传感器和旋转传感器,有时候要特别定制一种安装夹具。另外,在处理数据时必须要知道断路器的固有机械特性参数。针对以上两种问题,本文利用加速度与速度、位移之间的关系,先对采样后的加速度信号采用时域数值积分,得到含有趋势项的速度信号及位移信号,再采用拟合多项式极值的方法,消除积分过程中产生的趋势项,从而得到更为精确的速度和位移信号,有效解决了常用的直线传感器和旋转传感器安装困难的问题。     

汽动给水泵弹性支承台板振动的计算与实测

对日照电厂与合肥二电厂弹性支承汽动给水泵台板强迫振动的实测数据显示 ,振动位移的实测值比分析值高几十倍。为了解释这种差异、评估台板的振动水平 ,因此分析了实测的时域曲线与频域值 ,得出了实测值与分析估算值相吻合的结论。从日照电厂与合肥二电厂的弹性支承汽动给水泵台板强迫振动的分析 ,对转子动平衡等级、扰力以及台板振动等问题作进行了分析与讨论。     

一种计算屏蔽箱体外部辐射场的混合算法

提出一种新的混合算法用以计算屏蔽箱体开口外侧的辐射场。利用时域有限差分法得到箱体开口处电场的切向分量以便确定开口处的等效磁流源,箱体外的辐射场则通过等效磁流源的积分方程获得。通过对箱体外辐射场的验证表明,该混合算法与时域有限差分法和传统混合算法具有相同的计算精度,但需要的计算机内存和计算时间则远小于后两种方法,数学上的处理也比传统混合算法简单。与近场计算量相比,远场的计算量没有明显增加,因此该方法对远场辐射问题尤其有效,具有实际的工程应用价值。     

基于振动监测的电机轴承故障智能诊断

电机轴承故障是电机常见故障之一。对电机轴承故障进行精确诊断是确保电机安全稳定运行的必要措施。现提出了一种基于振动监测的电机轴承故障智能诊断方法。利用振动加速度传感器监测电机轴承振动,采集电机振动加速度数据,然后对电机振动加速度数据进行时域分析和频域分析,提取与电机轴承故障相关的时域特征参数和频域特征参数,再依据电机故障故障特征参数判断电机是否存在轴承故障。实际应用表明,电机轴承故障智能诊断方法可对电机轴承故障进行精确诊断。     

矢量网络分析仪的时频域阻抗测量技术

由于传输线阻抗不连续性导致的串扰问题会严重影响信号传输的质量,从而导致信号完整性问题。从矢量网络分析仪阻抗测试原理出发,通过对比网络仪开路校准及端口补偿后的Smith圆图测量结果、阻抗和相位格式测量结果,说明网络仪频域3种测量格式所表述的阻抗信息;利用矢量网络分析仪时域变换功能从时域上对传输线进行评估,可以获得传输线阻抗不连续点和各位置阻抗信息。最后通过对一段3.5 mm传输线的测试,说明如何利用矢量网络分析仪的频域和时域同时对传输线特性尤其是阻抗特性进行评估,为传输线测试提供了一种新的方法。     

基于信号处理的滚动轴承故障诊断

利用信号处理中的时域分析、频域分析以及时频分析的知识,采集滚动轴承的不同振动信号,并对不同状态下的滚动轴承的振动信号进行分析,进行滚动轴承不同状态下的时域分析对比、频域分析对比和时频分析对比,实现滚动轴承的故障诊断,得出时频分析判断更加准确但要综合各种分析考量的结论。     

频域数字信号处理

相对时域数字信号处理技术,利用频域数字信号处理技术极大地提高了数字信号处理的效率和精度.具有极大的开发潜力。     

断路器操作三维振动信号差异特征的研究

针对单轴传感器在断路器中应用的缺陷与不足,为了获取更多断路器分合闸时的状态信息,利用三维振动传感器同步采集断路器操作时振动信号,在时域、频域方面以及时频联合对X、Y、Z 3个方向的信号进行分析对比。在时域方面,运用X、Y、Z3个方向振动信号各个特征和能量的分布;在频域方面,运用快速傅立叶算法得出频谱分布图和功率谱图;在时频联合方面,运用小波包分解将三维传感器信号进行分解,并求出能量在各节点的分布和Wigner-Ville分布,说明三轴传感器放置方向对断路器测量信号故障诊断正确率的影响。实验分析结果表明,三维振动传感器采集的断路器振动信号时频特征均有显著差异,可更全面反映断路器分合闸时的状态信息。     

宽带连续导体同轴线夹具的研制

为弥补现有设备无法满足材料电磁脉冲屏蔽效能测试要求的不足,使用粒子群优化算法结合CST电磁场仿真软件,研制了一种连续导体的宽带同轴线夹具测试装置。该装置采用阶梯过渡段,上限频率达10 GHz,其回波损耗在6.4 GHz以下-20 dB。使用该装置对一种镀银纤维织物和一种掺金属丝织物进行了频域和时域屏蔽效能测试,并与1.62 GHz同轴线夹具的结果进行了对比。结果表明,使用宽带同轴线夹具测试时,测试样本仅需内径3 mm、外径41 mm的圆环材料,由耦合电容引入的误差更小;在频域测得的插入损耗曲线更平滑,在时域测得的波形受测试夹具的影响更小。     

时频结合的失真度测量方法研究

失真度测量常采用基于快速傅里叶变换（FFT）的频域方法和基于曲线拟合的时域方法。FFT法需对被测信号进行整周期同步采样以避免栅栏效应和频谱泄漏,曲线拟合法计算量较大且拟合效果不易保证。为克服FFT法与曲线拟合法的上述不足,利用离散时间傅里叶变换（DTFT）提取被测信号基波分量并将其从时域波形中剔除,从而实现全谐波失真（THD）的计算。该方法无需进行曲线拟合或FFT,简化了计算流程。在12 bit采样精度下对该方法进行了数值模拟与实验测试,对低失真正弦信号进行数值模拟得到的失真度绝对误差低于0.05%,而对20 Hz~20 kHz方波和三角波实测所得失真度绝对误差小于1%,表明此方法能够便捷、可靠地实现失真度的测量。     

正交偶极声波测井在频域内方位角计算的研究

正交偶极子声波测井计算地层横波各向异性方位角是基于X与Y方向激发的横波振动幅度、发射和接收探头的响应时间的一致性.就其不一致的情况,在频域内对方位角计算的影响进行了研究.两方向的幅度相差愈大,不同频率所计算的方位角的分布越分散;当二者幅度相差不大于10％时,在一定频率段方位角与频率关系的渐近线是真实的方位角.响应时间差...     

基于频域辨识的合并单元额定延时测量技术

智能变电站中合并单元数据采集和输出过程存在着固有的额定延时,此延时直接影响继电保护的动作时间。目前,额定延时测量方法存在着不足,给系统安全运行埋下了安全隐患。文中从合并单元采样环节的构成出发,分析其采样、处理过程中额定延时的群延迟特性和传变延迟。研究表明:时域中的群延迟在频域中相频特性应为线性相位,据此提出通过输入不同频率的信号以获得合并单元的相频特性曲线、进而辨识出额定延时的频域识别测量技术,并分析合并单元的相位误差对此额定延时测量方法的影响,最后通过理论仿真验证了此额定延时测量技术的可行性和正确性。文中所提方法为合并单元数字化采样延时测量的工程应用提供了一种切实可行的延时测量技术,能够确保继电保护系统的正确、可靠运行。     

多工况汇流行星排齿轮系统振动特性试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,设计并搭建振动测试试验台对汇流行星排进行了不同档位的负载工况加速度振动信号采集,分析了不同档位工况下汇流行星排的时域与频谱特征的变化规律。研究结果表明,同一档位下,负载功率越高,振动强度越大,且z向振动强于x向和y向。频谱结果表明,y向与z向振动能量主要集中在啮合频率及倍频,z向频率幅值略高于y向,高档位时啮合频率幅值集中在1、3阶,其幅值变化明显,结果对研究汇流行星排在复杂工况下振动特性具有一定参考价值。     

定子主绝缘受潮频域介电参量提取及状态评估

针对吸收比等传统电气参数测试结果分散性大、易受外界干扰等问题,提出将频域介电谱技术引入发电机定子主绝缘受潮状态评估过程.对不同老化状态的定子主绝缘样品进行受潮试验,得到不同状态样品的吸收比和介质损耗频域谱.结合灰色关联法,深入分析测试结果,划分四种绝缘受潮状态和四个特征频段,通过特征频段的介损积分值构建标准状态向量组,...     

基于超声波诊断的GIS设备异常分析方法

为提升气体绝缘组合电器（GIS）局部放电现场检测水平,对基于超声波诊断的GIS异常分析方法进行了研究。根据现场检测搜集的大量数据,总结出典型GIS局部放电的超声波信号时域和相位分布特征,并且分析了局部放电信号和常见干扰信号在时域特征和频域分布上的差异。研究了声电联合定位方法、超声波时延定位方法和超声波小波时频定位方法在GIS现场局部放电检测中的应用,检测结果表明这个方法具有较高的定位精度和准确性。     

基于腰部移动模型的行走步长计算方案

针对行走时腰部运动轨迹的特性,提出了一种利用微电子机械系统(micro-Electrical-mechanical systems,MEMS)计算行进位移的方案。这种方法将MEMS置于腰部,利用MEMS采集测试者行进过程中的加速度和角速度数据。6名测试者参加了实际环境中的测试,每位测试者进行了8次实验,每次实验的行进速度为测试者自己选择的最习惯的行进速度,全部实验在一个长度为47 m上的直线走廊上进行。对采集到的数据进行处理和计算,得到位移的计算长度并与实际长度进行比较和分析。实验结果表明该方法计算单步步长和步行位移结果精度良好,计算结果误差小于6.4%,且MEMS置于人体腰部携带方便,所提出的方案可在室内定位等领域获得具体应用。     

燃料电池极化曲线分段辨识算法

基于区间分段思想,将极化曲线非线性参数辨识转化为两个线性最小二乘辨识子问题.MATLAB仿真表明,拟合曲线与模型数据及实验数据的平均二次误差,分别为开路电压的0.31%和0.75%,精度与牛顿法相当.     

基于MEMS惯性传感器的波浪测量系统设计与实现

波浪测量系统能够在固定海域、全天候、全天时地自动监测海洋的波高、周期和波向。设计了基于STM32F429处理器和MTI-3-8A7G6T惯性传感器的波浪测量系统。完成波浪测量系统的算法及软件设计,其中波高和波周期的测量采用在频域内对加速度进行二次积分,可以有效避免直流分量对积分结果的影响,同时在频域内进行数字滤波,滤除加速度计零偏误差和低频随机噪声;波向的测量是利用水平合成加速度与磁航向的夹角获得。通过软件设计将测波算法成功移植到STM32F429处理器中,实现波浪测量功能。经实验验证,针对不同波高和波周期的波浪,波浪测量系统的测量误差都在规定范围内。系统对波浪特征值解算准确,长时间运行稳定,满足高精度和高可靠性的测量要求。     

发电机励磁系统参数辨识综述

综述了发电机励磁系统参数辨识的方法及其在国内外的应用和发展,将辨识方法分为时域法、频域法和人工智能法3种。时域法原理简单,计算方便,对激励信号没有特别要求,容易实现,但是该方法没有滤波功能;频域法利用快速傅里叶变换,将时域上的卷积转化为频域上的简单乘积,计算方便,但它需要伪随机信号作为激励信号,对伪随机码的参数选取要视具体情况而定,对低阶系统的参数辨识准确度高;人工智能方法原理简单,对激励信号没有特殊要求,能辨识非线性系统,可以直接得到实际参数,但它也没有滤波功能,而且对系统的先验知识要求较高,这些先验知识制约着用遗传算法辨识系统参数的精度。3种辨识方法没有绝对的最优,可根据不同情况选用不同方法,必要时3种方法可结合使用。