电动振动台模型分析与模型辨识

电动振动台作为振动环境试验的主设备，开展电动振动台建模和模型辨识研究，将有助于深入了解电动振动台系统的内部结构和工作原理，准确掌握其特性与性能；并将有利于更好地设计振动环境试验，维护设备；也是开展振动控制技术研究和振动试验仿真研究所必须的。我们首先分析了电动振动台的电力学模型，然后在建立电动振动台数学模型的基础上，采用了时域和频域两种辨识方式，通过试验和算法设计，针对振动台空台面及带滑台和带简单试件的3种情形下开展了辨识工作，结果表明辨识效果良好。     

电动振动台的力学特性分析

本文用电声类比方法分析了三种电动振动台的力学特性,给出了计算电动振动台的输入阻抗,位移频率特性,推力频率特性和加速度频率特性的公式.对振动台动圈电感补偿方法进行了分析.最后讨论了与它配套用功率放大器和电动振动台的三种不同运用方式对振动台力学特性的影响.     

基于FPGA的PLC位信息输出控制器设计

提出应用FPGA设计PLC位信息输出与读取控制器的思路。该控制器执行输出位信息相关命令时,在内部时序脉冲控制下按照Y编号地址自主完成位信息在位存储单元的寻址和读写操作;论述了控制器的电路构成和基本原理,应用Verilog HDL语言实现硬件电路的构建与连接;测试表明,该控制器在PLC用户程序执行过程中可以自主将位信息按要求输出和读取,使输出位信息命令的执行与系统其它功能模块实现并行处理,提高了PLC执行指令序列的速度,缩短了PLC扫描周期。     

滑动回归最小二乘算法在某电动振动台模型辨识中的应用

为了能够准确地建立电动振动台的仿真模型,了解电动振动台系统特性,笔者在分析电动振动台数学模型的基础上,利用先进的滑动回归最小二乘辨识算法,有效地开展了电动振动台这一复杂电力学系统阶数和时延的确认,参数估计,并最终建立了系统的ARMA模型。文章最后,举出了某型电动台空台面和另一型振动台带滑台的模型辨识结果,并通过正弦扫频试验给予验证。结果表明,该算法辨识精度高,收敛速度快,鲁棒性强,能克服一定的噪声,对于高阶线性系统辨识具有良好的辨识效果。     

微系统中转矩及电渗流作用下的微粒子电动旋转操控

微粒子的电动旋转操控是表征分散系中微粒子介电特性的有效方法.低雷诺数微系统中,以Maxwell-Wagner极化理论为基础,进行了转矩作用下的微粒子电动旋转机理研究,推导了此机理作用下微粒子电动旋转峰值速度所对应的特征频率,分析了弛豫时间对粒子旋转方向的影响,对转矩作用下的微粒子电动旋转速度进行仿真;以双电层理论为基础,对电渗流导致的微粒子电动旋转机理进行定性分析,提出具有金修饰的粒子表面更适合电渗流作用下的电动旋转研究.分别以羧基修饰的聚苯乙烯微球以及表面被金修饰的聚苯乙烯微球为操控对象,进行电动旋转实 关键词： 微系统 电动旋转 转矩 电渗流     

非线性偏振旋转中偏振控制器方位角的研究

提出一种基于Jones矩阵的非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型, 对偏振控制器波片方位角的描述具有物理意义清晰的优点. 数值仿真得到均方根宽度为0.28 ps的超短脉冲, 时域对称且振幅稳定. 搭建了非线性偏振旋转锁模光纤激光器, 系统可以自启动, 得到了重复频率为67.35 MHz的锁模脉冲输出. 数值仿真和实验结果都表明偏振控制器两个波片的方位角α₁和α₂都具有周期性, 周期分别为180°和90°. 由于随机双折射的影响, 实验测得的波片方位角调谐范围比数值仿真的结果小, 这一点通过在数值仿真模型中加入随机双折射的作用而得到证明.     

基于AVR单片机的电动执行器控制模块检测仪的设计

电动执行器控制模块采用传统的控制电路结构较复杂,发生故障的概率相对较高,另外,电机在运行时会产生很多热量,导致电机发热过高,增加了机械的磨损,结果造成执行器运行速度慢,耗费时间,寿命短。本文采用一种基于AVR单片机ATMEGA329为核心的电动执行器控制模块检测仪,很好的解决了传统电动执行器控制模块存在的问题,实现了较高的可靠性和稳定性,可以长距离的传输信号,且速度较快,与其它一些仪表可以做到调试、功能和技术性能测试。文中简介了该控制模块检测仪的基本原理、设计方案和实验测试结果。最后经过试验证明,该电动执行器运行稳定,可靠,能够满足技术更新的要求。     

工业现场PLC控制系统抗干扰设计与实现

在现今的工业生产现场,PLC控制系统是最为常见的系统之一,也是最为重要的操作系统,关系到整个生产作业的稳定性和安全性。为保证生产活动正常运行需要控制PLC控制系统的正常运作,研究在系统运行中可能出现的干扰因素,其中主要分为外部、内部两个方向。本文将从PLC控制系统可能产生的干扰来源进行分析,设计出对于不同环节出现的干扰现象的解决办法。从硬件设计入手,研究抗干扰的措施。通过实验分析,经过抗干扰措施后的PLC系统的稳定性和抗干扰程度。实验结果表明,经过以上方法改良后PLC系统可以很大程度上实现干扰现象最小化。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响。但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计。通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计。但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法。首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计。在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计。通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计。实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

基于PLC的绕组线圈真空干燥系统的设计

目前厂家对浸漆绕组线圈的干燥主要使用传统热风循环的方法,而且关于浸漆绕组线圈的干燥工艺研究尚不充分;针对传统绕组浸漆线圈干燥时间长,干燥所得线圈表面绝缘性能欠佳等问题,设计研发了一套自动化程度较高的绕组浸漆线圈真空干燥系统;该系统主要由真空单元、温度控制单元、电气控制单元、人机交互单元等部分组成;通过将浸漆线圈放置于真空环境中,对浸漆线圈进行通电的方式来加热干燥,以可编程逻辑控制器为核心,利用PLC的PWM输出功能控制加热,同时提出了浸漆线圈干燥的均匀设计实验方案,得出了最佳实验干燥工艺,最后通过对实验数据的回归分析得出了各实验指标之间的关系及显著性影响;实验结果表明:该系统不仅缩短了浸漆线圈的干燥时间,而且使浸漆线圈表面的绝缘性能有了明显的提高。     

旋转机械振动故障诊断专家系统

针对旋转机械故障诊断智能化程度不高的现状,采用可视化语言LabVIEW作为故障诊断专家系统前端开发平台,采用MySQL作为系统后台数据库,开发了一个基于产生式规则表示知识的旋转机械故障诊断专家系统。介绍了该系统的总体结构、知识库、推理机的设计。最后给出该专家系统的实例验证,证明了该方法的实用性。     

380V电永磁控制器的设计与实现

设计了一个以STM32F103为控制核心的电永磁控制器,实现了在交流380V输入电压下, 对电永磁本体进行充退磁。系统输入电压经同步变压器降压处理后,由过零检测电路获取过零信号,然后通过STM32F103输出脉冲串,经脉冲变压器KCB6743加至可控硅,实现了半波整流电路精确的功率输出;灵活简单的按键操作以及完整的显示功能,很好的实现了人机互动。通过测试本系统能准确的对电永磁本体充退磁操作,并且能够通过按键设置充退磁电流,实现电永磁的磁力大小调整。该控制器具有成本低、易操作、通用性强以及高可靠性的特点,使其广泛应用于电磁领域。     

A Novel Method for Fault Diagnosis of Rotating Machinery

When rotating machinery fails, the consequent vibration signal contains rich fault feature information. However, the vibration signal bears the characteristics of nonlinearity and nonstationarity, and is easily disturbed by noise, thus it may be difficult to accurately extract hidden fault features. To extract effective fault features from the collected vibration signals and improve the diagnostic accuracy of weak faults, a novel method for fault diagnosis of rotating machinery is proposed. The new method is based on Fast Iterative Filtering (FIF) and Parameter Adaptive Refined Composite Multiscale Fluctuation-based Dispersion Entropy (PARCMFDE). Firstly, the collected original vibration signal is decomposed by FIF to obtain a series of intrinsic mode functions (IMFs), and the IMFs with a large correlation coefficient are selected for reconstruction. Then, a PARCMFDE is proposed for fault feature extraction, where its embedding dimension and class number are determined by Genetic Algorithm (GA). Finally, the extracted fault features are input into Fuzzy C-Means (FCM) to classify different states of rotating machinery. The experimental results show that the proposed method can accurately extract weak fault features and realize reliable fault diagnosis of rotating machinery.     

Influence of Operating Parameters on Unbalance in Rotating Machinery Using Response Surface Method

Wide range of rotating machinery contains an inherent amount of unbalance which leads to increase in the vibration level and related faults. In this work, the effect of different operating conditions viz. the unbalanced weight, radius, speed and position of the rotor disc on the unbalance in rotating machine are studied experimentally and analyzed by using Response Surface Methodology (RSM). RSM is a technique which consists of mathematical and statistical methods to develop the relationship between the inputs and outputs of a system by distinct functions. L27 Orthogonal Array (OA) was developed by using Design of Experiments (DOE) according to which experimentation has been carried out. Three accelerometer sensors were mounted to record the vibration responses (accelerations) in radially vertical, horizontal and axial directions. The responses recorded as root mean square values are then analysed using RSM. The relationship between response and operating factors has been established by developing a second order, non-linear mathematical model. Analysis of variance (ANOVA) has been performed for verification of the developed mathematical models. Results obtained from the analysis show that the unbalance weight and speed are most significant operating conditions that contribute the most to the effect the unbalance has on the rotating spindle.     

基于PXI总线的温控盒自动测试系统设计

温控盒作为飞机温度调节系统中的核心部件,在飞机运行安全中起着举足轻重的作用,需要对温控盒的各项参数进行详细测试。传统的温控盒测试设备普遍存在测试数据不精确、扩展性差以及测试人员操作繁琐、工作量大等缺点。提出了基于PXI总线的温控盒自动测试技术,阐述了其基本的测试原理以及具体软硬件实现方法,重点介绍了阻值动态分段逼近闭环设计及脉冲输出的低延时处理算法,完成了测试过程的一键自动化,拥有通用性、扩展性强、功能全面、智能化程序高等特点。     

大型变电站分布式自动化检修系统设计

由于大型变电站中的磁场对人们身体健康产生不利影响,因此通常采取分布式自动化检修系统对大型变电站进行检修。但目前大型变电站分布式自动化检修系统主要是通过给变电站中每一个相关设备安装状态检测信号,利用串口将设备运行状态数据传输到监控系统,监控系统根据运行状态数据判定变电站中各设备状态,并根据各设备的状态向串口发送命令,串口执行相应操作,从而完成自动化检修系统设计。但这种方法无法对变电站中需要检修的节点进行定位,导致变电站设备检修存在效率低的问题。为此,提出一种基于RSSI的大型变电站分布式自动化检修系统设计方法,首先对大型变电站分布式自动化检修系统的模块进行设计,并分析各模块功能,对大型变电站分布式自动化检修系统各模块电路进行设计,保证系统正常运行,在此基础上,利用RSSI算法对系统软件进行设计,保证系统能够准确及时的对故障节点进行检修,从而实现大型变电站分布式自动化检修系统设计,实验证明,所提方法设计的大型变电站分布式自动化检修系统能够准确对变电站中故障节点进行定位,保证检修的准确性和及时性,为该课题的研究开拓新道路,推动该领域发展。     

基于虚拟仪器的VCU自动测试系统设计

在纯电动汽车开发过程中,整车控制器的软件与硬件会频繁更新,为了快速匹配样件、提高测试效率、提升测试吞吐量,设计了通用自动化测试系统。该系统使用TestStand作为测试执行模块。在LabVIEW中开发了一套即时可用的测试动作库和驱动程序,动作库执行测试动作,通过TestStand引擎与驱动程序进行数据交互。设计了测试项目管理软件,覆盖VCU测试全过程并保证可追溯性。实际测试应用表明,该系统可以快速配置测试环境、生成可执行测试序列,能够高效地定位控制器缺陷,且运行稳定、通用性好。     

A Weighted Subdomain Adaptation Network for Partial Transfer Fault Diagnosis of Rotating Machinery

Domain adaptation-based models for fault classification under variable working conditions have become a research focus in recent years. Previous domain adaptation approaches generally assume identical label spaces in the source and target domains, however, such an assumption may be no longer legitimate in a more realistic situation that requires adaptation from a larger and more diverse source domain to a smaller target domain with less number of fault classes. To address the above deficiencies, we propose a partial transfer fault diagnosis model based on a weighted subdomain adaptation network (WSAN) in this paper. Our method pays more attention to the local data distribution while aligning the global distribution. An auxiliary classifier is introduced to obtain the class-level weights of the source samples, so the network can avoid negative transfer caused by unique fault classes in the source domain. Furthermore, a weighted local maximum mean discrepancy (WLMMD) is proposed to capture the fine-grained transferable information and obtain sample-level weights. Finally, relevant distributions of domain-specific layer activations across different domains are aligned. Experimental results show that our method could assign appropriate weights to each source sample and realize efficient partial transfer fault diagnosis.