小波多重分形及其在振动信号分析中应用的研究

不同于许多基于FFT的信号分析方法,多重分形谱分析的是信号的几何结构特征。以前,多重分形谱的计算方法都有其固有的缺点,使多重分形谱的应用受到限制。而小波局部极大模方法因其简单性和有效性,近来在多重分形谱计算方面受到了广泛的关注。较系统地阐述了多重分形的概念和多重分形谱的小波局部极大模计算方法,讨论了多重分形谱在故障诊断领域的应用途径,并用多重分形谱对不平衡、油膜涡动、联轴器不对中和碰摩等旋转机械的4种典型故障的振动信号进行了事例研究。研究结果表明,多重分形谱能够很好的反映振动信号的几何结构特征,为机械设备故障诊断提供了又一种有效的方法。     

基于椭球单元网络的旋转机械多故障同时性诊断

阐述了椭球单元（ＥｌｉｐｓｏｉｄａｌＵｎｉｔ）网络的原理及其结构，研究了网络权重初始化方法和网络的训练算法，借助这种高阶网络泛化的有界性，针对大型旋转机械多故障同时性诊断问题，构造了一种由多个子网络组成的分级诊断网络（ＨＤＡＮＮ）。测试结果表明：用基于椭球单元网络的ＨＤＡＮＮ网络分级诊断策略解决大规模故障诊断问题是合理有效的，且具有较高的诊断精度，可用于旋转机械工况实时监测和诊断场合。     

300mm晶圆化学机械抛光机关键技术研究与实现

在芯片微细化和互连多层化趋势下,化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)成为集成电路制造的核心技术。针对300 mm晶圆CMP装备被极少数国外厂家垄断、国内300 mm晶圆CMP装备水平远远落后的现状,开展300 mm晶圆CMP装备关键技术研究。研制出300 mm晶圆多区压力抛光头及其压力控制系统,该抛光头具有多区压力、浮动保持环及真空吸附等功能,每个腔室均可实现施加正压、抽负压、通大气和泄漏检测;压力控制系统性能测试结果表明,该系统可实现689.5 Pa的超低压力,其精度和响应速度均能满足常规压力及超低压力CMP的要求;开发了300 mm晶圆超低压力CMP样机,创建出一套比较稳定、可靠的工艺流程,并利用该样机初步开展铜CMP试验研究。试验结果表明:抛光压力为15.169 kPa时,材料去除率达671.3 nm/min,片内非均匀性为3.93%。     

负峭度系数在旋转机械状态监测中的应用

针对旋转机械因不平衡等故障引起的简谐振动，通过对简谐信号幅值分布概率密度的计算和仿真，明确了其负峭度的特性，并将负峭度系数作为监测特征量应用于陀螺电机的振动信号分析，为陀螺电机质量检测提供了一种简单有效的方法。     

带缺陷的微型机械结构动力学特性分析

在微机械设备中,由于制造方面的原因,存在诸如结构断裂、结构固定等缺陷,这些缺陷严重影响微机械设备的性能。通过建立微梁单元的三维动力学模型,应用节点分析方法,分别对带有微梁断裂、结构固定的微机械结构进行了动力学特性分析。计算结果表明微梁断裂使微机械结构的刚度降低,从而导致其固有频率变低,而结构固定则相反。     

经验模态分解停止准则及在故障诊断中的应用

停止准则是决定经验模态分解能否完整准确地提取出信号的内禀模态函数的重要因素之一,文中在总结现有的标准偏差(standard deviation,SD)准则、G.Rilling准则和能量差跟踪法的基础上,提出新的结合G.Rilling准则和能量差跟踪法的停止准则,并对这些准则进行仿真和实测数据的比较验证,试验结果表明,文中提出的停止准则优于SD准则和G.Rilling准则,为故障诊断提供更可靠的依据。     

化学机械抛光设备负载特性与主体结构变形

化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)材料去除及负载特性主要受界面摩擦影响。对旋转型CMP系统进行了运动学和动力学分析,由此建立了CMP设备抛光界面摩擦负载(包括摩擦力矩和摩擦径向力)表达式。系统研究了CMP设备抛光头抛光盘主体结构负载特性随运动参数的变化规律,发现抛光头/盘转速比对负载影响最为明显:随转速比的增加,抛光头所受摩擦力矩增加,抛光盘所受摩擦力矩减小;且对抛光头而言存在值为1的临界转速比,当转速比小于1时,摩擦力矩对抛光头为驱动力矩;实际工况下转速比接近1时,抛光头所受摩擦力矩几乎为零,因相对运动而产生的摩擦负载主要由抛光盘承载。在此基础上,采用商用有限元分析软件建立了抛光盘及转子有限元模型,分析了抛光盘在螺钉预紧力、偏心轴向力和摩擦力矩复合载荷作用下的变形特性,为CMP装备设计提供了依据。     

高压轴向柱塞泵滑靴副性能测试液压

为了测量35 MPa高压轴向变量柱塞泵滑靴副的油膜性能参数,需研制一套滑靴副性能测试液压系统。针对35 MPa的高压工作环境,设计出了一种高压轴向变量柱塞泵滑靴副性能测试液压系统,并建立了其AMESim仿真模型。通过仿真分析,得知该液压系统的卸压能满足工作要求,其卸荷性能良好,而且无论是卸压还是卸荷过程,液压冲击均得到有效的抑制,因而,该液压系统能够满足泵在35 MPa高压工况下平稳运行的要求,从而为提高35 MPa高压轴向变量柱塞泵滑靴副的油膜性能提供了前提保障。     

基于小波熵的空化状态检测与识别

空化是广泛存在且对流体机械危害很大的物理现象.文中将小波熵方法引入空化噪声分析,探讨基于小波熵的空化初生检测和空化状态识别方法,并对小波基的选取和计算窗口宽度及滑动步长对小波熵状态检测和识别性能的影响进行详细讨论.通过数值实验和空化噪声实例表明,小波熵能十分敏感地检测到空化初生及空化状态的改变,可为空化状态的检测和识别提供一种有效识别手段.     

汽轮机振动故障诊断知识信息服务系统

汽轮机组故障诊断推理过程大多在信息不完备的情况下进行,需要解决规则不确定性、推理不确定性及规则参数获取等问题。针对上述问题,依据故障诊断规则的充分性、必要性属性提出了基于双参数的加权推理方法。汽轮机组故障诊断的专家经验知识是故障诊断工作的重要保障,知识信息服务系统的研究是开发故障诊断专家系统的基础。文中设计并实现了结合数据库技术、网络技术的知识信息服务系统,实际工程应用表明,该系统具有广阔的应用前景。