摘要:为了提高精密微动平台的定位 精度,提出了一种计算微动平台输入耦合位移系数的实验方法。构建显微视觉测量系统,以柔顺铰链式平面三自由度微动平台为研究对象,实时跟踪测量微动平台输入位移;对平台与图像之间的坐标系进行标定,有效提高了平台的输入位移和耦合位移的测量精度。实验表明,基于显微视觉的测量结果与Ansys模拟仿真结果相符,对微动平台的分析与设计具有一定的参考意义。

摘要:为了求解关于柔性剪切蒙皮支撑结构的多目标拓扑优化问题,提出了一种带有多重约束 处理能力的位矩阵表示的非支配排序遗传算法。采用位矩阵作为遗传算法的染色体并引入基于矩阵操作的遗传算子，利用Ansys有限元分析获得结构质量、面内剪切性能和面外承载能力等目标。利用Matlab处理结构连通性和面内应变等约束并实现了基于矩阵的优化算法，获得了一系列可行的柔性剪切蒙皮支撑结构,在实际应用中可以根据需要选择合适的结构。从研究结果可以看出，该算法可以给多目标二维结构拓扑优化问题提供可行有效的解。

摘要:为了解决小样本环境和早期故障预示问题,研究一种基于物理模型辨识的滚动轴承故障诊断方法,即通过物理模型构建标准模式数据库,进而识别故障。考虑到振动传递路径结合界面动态接触机制,建立了轴承表面缺陷的物理模型,通过仿真获得不同损伤位置的振动信号, 求得特征矩阵。由于实际测试信号故障特征比较微弱,提出一种盲反卷积和峭度最优Laplace小波相结合的算法,该算法被用于仿真信号与实际工程中微弱冲击信号的检测中,有效突出了冲击成分。最后,以实测信号特征值作为输入,利用距离函数求出与输入值最近的样本点,进 而预测出故障位置。案例分析表明,该方法具有较好的可行性与可靠性。

摘要:针对动车组高速通过典型高架铁路车站时引起车站本身的结构振动问题,采用现场实测和仿真分析的方法。根据动车组及车站的结构参数,分别建立动车组动力学模型和车站的 有限元模型。通过动力学仿真获取施加在车站轨道上的激振力，定义瞬态分析类型,通过强迫振动计算得到振动响应频谱,并与实测频谱对比,验证模型的正确性。在此基础上分 析动车组高速过站时振动的传播规律和影响因素,并进行仿真研究。研究结果可为类似结构高架铁路车站的隔振问题提供参考。

摘要:对汽轮发电机组转子的振动信号进行整周期采集有利于提高频谱分析的精度、提高设备状态监测的水平。研究了整周期采集技术,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmab legate array,简称FPGA)的转子振动信号多通道同步整周期数据采集卡的设计方案。该方案采用FPGA技术设计了基于键相倍频法的整周期采集控制算法,对两片高速A／D转换芯片进行整周期采集控制,采用乒乓操作的方式将A／D转换数据保存在双口RAM中,以PC104 总线协议与主机进行通信。测试结果表明,该采集卡可以准确实现多通道信号的同步整周期采集及键相信号频率测量,且具有体积小、集成度高、采集频率广泛和频率测量精度高等特 点,可以广泛应用于转子振动信号的数据采集领域。

摘要:针对传统虚拟仪器结构封闭、缺乏开放性和扩展性等问题,研究了基于组态软件技术的虚拟仪器开发模式,构建了该模式下的系统结构、双驱动运行机制及仪器系统的功能模型 等内容;介绍旋转机械阶比分析的基本理论;建立基于瞬时频率估计的阶比分析基本功能 包;开发了基于组态技术的可在线功能重构的虚拟式旋转机械阶比分析仪。对所开发的 阶比分析仪进行了试验及现场验证,并与LabVIEW系统中的阶比分析工具进行了对比分析。结果表明,该仪器在提高扩展性和开放性的同时,使用简便，分析结果准确,实际应用性能优良 。

摘要:为了快速获得准确的加速因子,在对Palmgren Miner疲劳累积损伤原理和随机振动宽、 窄带应力作用下累积损伤分布特点研究的基础上,推导出随机振动应力作用下的加速因子计算方程,以此作为加速寿命方程同时结合加速寿命试验理论,设计并实施了样件的加速寿命试验。通过对试验数据的weillbull模型验证和最小二乘数据处理,获得了样件材料的振动加速因子。该试验方法为其他材料的加速因子的试验获取和环境振动试验条件的制定提供实践和理论指导。

摘要:为了探索板结构直线超声电机的设计方法,提出一种新型板结构直线超声电机。该电机的定子为4个兰杰文振子构成的扇形结构,有利于提高空间的利用效率和增加电机的能量密度。兰杰文振子有明确的纵振节点, 这有利于电机的夹持。提出了电机定子结构形式,分析其运动机理,并研制了样机。实验结果表明,该电机运行平稳,最大推力为15.3N,运行速度为1.2m／s,推重比为5.4 。

摘要:基于准定常假定,采用谐波叠加法仿真集装箱起重机的脉动风场并对其进行脉动风载作用下的抖振响应分析。风场仿真结果表明,除自谱的低频误差较大外,风速样本的功率谱 密度与目标值完全一致。岸桥前梁端点的位移响应谱表明,低频的脉动风载荷对岸桥的基频 模态具有最强的激振效应，且紊流风作用下岸桥前梁端点顺风向抖振最大位移高达53 mm,可能会激起梁上小车与轨道的耦合振动,影响梁上电动小车行驶安全性，而横向和竖向脉动风下的振动位移很小,可忽略不计。

摘要:介绍一种双级串联式扭转减振器结构,对比分析了当扭转减振器总的转动惯量一定、刚度参数最优时,双级串联式扭转减振器与单级、两级并联式扭转减振器对主系统的减振效果。讨论当曲轴系统等效转动惯量和扭转刚度变化时,双级串联式扭转减振器相比其他两种减振器对主系统减振效果的鲁棒特性;给出了双级串联式扭转减振器各级固有频率的测试与计算方法,并进行了测试分析。

摘要:针对双树复小波变换产生频率混叠的缺陷,提出了改进双树复小波变换的轴承多故障诊断方法,该方法综合利用了双树复小波包变换和经验模态分解技术。首先,利用双树复小波变换将振动信号分解成不同频带的分量；然后,将各小波分量进行经验模态分解,获得各小波分量的主频率分量信号；最后，计算各小波分量的主频率分量信号的包络谱,根据包络谱识别齿轮箱轴承的故障部位和类型。通过仿真信号和齿轮箱轴承多故障振动实验信号的研究结果表明，该方法不仅消除了频率混叠现象,提高了信噪比和频带选择的正确性,而且提高了从强噪声环境中提取瞬态冲击特征的能力,能有效识别轴承的故障类型。

摘要:在结合钢桁桥损伤程度识别方法的基础上,提出了适用于简支梁结构的两种损伤程度识别方法:整体振型的相关系数法和保证准则法，将其应用到实验室简支梁结构上分别进行数值模拟和试验。脉冲激励下的结果表明，两种方法能较准确地识别损伤单元的等效损伤程度,具有很强的抗噪能力。最后，探讨了激励对提出方法的影响,为工程应用奠定了基础。

摘要:针对某联合收割机耳旁噪声不满足国家标准限值的问题,对整车进行声源识别,结合偏相干分析、传递路径分析和相关相干分析理论发展了适合复杂机械的多相关声源识别方法。通过测试各声源部位声压,找出各声源之间相互影响的结构,对多相关声源测点进行偏相干能量处理,得到机械传动部件对耳旁噪声的能量贡献和受干涉声源结构的独立声学特性。结合传递路径分析方法得到了发动机相关声源对耳旁噪声的噪声能量贡献,经过对主要声源位置相应的改进措施,实车验证耳旁噪声能够满足国标要求。

摘要:为确保阀出口处输出流量和压力的稳定性,提出了采用压电陶瓷和金属橡胶两种材料设计的一种金属橡胶高压精密流量阀,利用压电陶瓷驱动流量阀的主阀芯实现对阀芯与阀体开口间位移的精密控制,利用金属橡胶材料的多孔性以及减压、节流和过滤等特点实现对 阀出口处流体脉动的平纹波处理。运用Fluent仿真分析了阀出口处的平纹波特性和金属橡胶参数对阀腔内流体湍动能分布的影响规律。分析结果表明:在阀进、出口处安装金属橡胶环 后, 阀出口处流体速度变化平缓、方向趋于一致,流动更为平缓,一定程度上确保了阀输出流量和压力的稳定性;阀腔内流体的湍动能明显减小,阀腔内的流场更趋于平稳,从而提高了阀的使用寿命和启闭可靠性。

摘要:为支持飞行控制系统虚拟样机设计,克服物理样机制造周期长、代价高、效率低的缺点,研究了飞行控制系统虚拟样机设计环境体系结构,集成Rhapsody，Matlab／Simulink，VC++，Do ors和Oracle 5个商业软件,设计了4层次结构的飞行控制系统虚拟样机设计环境,分别为元素模型设计层、虚拟部件设计层、虚拟样机集成层和调度管理层。另外,基于构建的 设计环境设计了某微型飞行器的飞控系统虚拟样机,并对设计模型进行协同仿真验证。设计结果表明，该设计环境能够支持不同粒度的飞控系统虚拟样机设计,提高了飞控系统设计效率,支持各类飞行器控制系统虚拟样机的设计。

摘要:由于栓接结合部对整体结构的动态特性影响很大,因此如何建立准确的等效动力学模型是必须解决的首要问题。根据整体结构的边界条件和连接条件,利用结构的对称性,将设计的模型等效为栓接结合部和一端带集中质量的匀质Timoshenko梁,考虑端部转动惯量效应和第2阶模态振型的特征,建立整体结构的栓接结合部切向等效动力学力学模型。根据Timoshenko梁的 振型特征,利用不同预紧力下的模态实验获得整体结构的第2阶固有频率和阻尼比,辨识出栓接结合部切向刚度与阻尼参数随预紧力的变化规律。将辨识结果耦合到整体结构中,用获得整体结构的第2阶固有频率与实验进行比较,最大误差仅为1.05％,这说明辨识出的栓接结合部切向等效动力学参数是正确的。

摘要:由于地形分类对于提高移动机器人的自治移动性能十分重要,尤其在行星表面探测时尤为突出。在四轮移动机器人左前轮轮臂上安装x，y，z向加速度计和z向传声器,使之在沙、碎石、草、土、沥青地面上分别以6种速度行驶,通过提取车轮与地面相互作用的振动信号 来进行地形分类。该方法避免了视觉分类方法受光照变化影响大、易被地形表面的遮盖物 蒙蔽的缺陷。对原始信号进行时域幅值分析,采用k-近邻法及投票决策法实现分类,并提出了票数相同情形下的新算法。实验验证了该算法的有效性。

摘要:为了抑制经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)中出现的端点效应和模态混叠现象,在信号组综合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition，简称EEMD)的基础上,从抑制信号干扰和噪声污染 影响以及三次样条函数插值拟合误差逐级传播方面,提出利用信号支持向量机(support vector ma chines,简称SVM)延拓改进EEMD。通过对仿真和实测信号研究,比较了EMD和EEMD的分解,提出改进的EEMD方法不仅减少了虚假模态分量、避免了模态混叠,而且有效抑制了端点效应。与基于镜像延拓改进的EEMD方法比较表明,本研究方法的时频谱更加清晰,虚假模态分量更少,有效解决了端点效应引起的分解失真问题。

摘要:针对某厂单机架冷轧机在轧制升速、稳速阶段存在的主机、卷取机电枢电流波动异常现象,使用霍尔传感器对轧机主传动直流调速系统的直流侧电枢电流进行检测。检测数据由 数字示波器观测、导出并进行频谱分析。经对测试结果和所有可能外部扰动的分析发现，该轧机传动系统电流大范围波动主要是由于主传动系统的扭转振动以及外来负荷扰动。通过对振动频率的分析、配置速度环滤波时间常数和调整电流环比例系数之后,对轧机的扭振以及电流波动异常得到了很好的抑制,电流波动范围控制在±3％以内。

摘要:为了测试磁性液体阻尼器的有效性和各种参数对阻尼器减振效果的影响,设计一种阻尼器模型,并根据阻尼器的工作原理设计一套满足频率低、位移小、加速度小等条件的实验台,根据实验要求,在实验台上对磁性液体阻尼器进行实验。结果表明:实验台可实现频率范围为0.74～5.75Hz的振动;与没有安装阻尼器相比,弹性悬臂梁在安装阻尼器后振幅完全衰减的振动时间缩短约65％;安装阻尼器后的悬臂梁对数衰减率随频率大小的变化规律是先增大后减小,然后再增大;安装阻尼器后的悬臂梁对数衰减率随着振幅的增大而增大;磁性液体阻尼器对于不同长度悬臂梁的振动都起到了很好的减振作用,当悬臂梁的长度为0.7m时，磁性液体阻尼器的减振效果最好;磁性液体阻尼器对于不同初始振幅的悬臂梁振动都具有良好的减振效果。

摘要:针对传统Boosting算法在训练样本不均衡数据情况下不能较好地实现转子系统故障诊断的问题,提出了一种基于代价敏感度框架的Boosting故障诊断算法CS-Boosting。该算法建立了一个代价敏感损失函数,通过先验概率公式计算正样本与负样本的惩罚因子,并通过决策规则的训练使代价损失函数最小化。将该算法应用到滚动轴承故障诊断中,并与传 统的Adaboost算法进行对比。试验结果表明,在转子系统不能获取更多故障数据的情况下,该算法的故障诊断性能较其他算法有明显的提高。

摘要:提出一种提升小波包分解、多传感器特征融合和神经网络模式分类相结合的结构损伤诊断方法。首先，对多个传感器采集的振动响应信号进行提升格式小波包分解,定义标准化相对能量并计算每个频带上的相对能量;然后，把这些传感器信号的小波包相对能量融合作为神经网络分类器的输入特征向量,实现损伤的诊断和评价。数值仿真结果表明，提升小波包分解的频带能量分布能够较好地反映结构的损伤特征;特征融合能够使不同传感器的信息相互补充, 减小了损伤检测信息的不确定性,使诊断信息具有较高的精度和可靠性。

摘要:基于PCL-818HG型总线数据采集卡和S3C2410型高性能低功耗微处理器,开发了一种便 携式柴油机废气再循环(exhaust gas recycle,简称EGR)瞬态参数的采集与诊断系统。运用DASYLab和Linux软件编写接口、标定与诊断程序,实现了对柴油机EGR系统的位移、压力、温度和转速等信号实时采集、处理与诊断等功能。依据柴油机瞬态测试循环法进行增压柴油机废气再循环系统的EGR阀自诊断、EGR率过大诊断和瞬态响应特性等试验。结果表明，该系统性能可靠、处理能力强、诊断精 度高,能满足增压柴油机EGR性能瞬态参数的采集与诊断要求。

摘要:为了实现联合收割机工作过程中谷物损失量的实时测量,研究以聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)压电薄膜作为敏感元件的谷物检测传感器,通过由电荷放大、带通滤波、包络检波和电压比较器等构成的信号调制电路,实现谷物冲击信号的检测。为了减小联合收割机振动的干扰,传感器设计为双层隔振结构,分析了减振系统的动力学特性,数值模拟瞬时冲击作用下的响应。将传感器安装在联合收割机振动筛尾端支架上进行谷物检测实验,结果表明,通过合理选择减振材料和调制电路参数,传感器能够从振动噪声背景中有效提取谷粒冲击信号。

摘要:基于传统叶片式减振器设计了符合“失效安全”特性的磁流变减振器(magneto rheologi cal fluid damper,简称MRFD),并建立MRFD的阻尼力矩计算模型,分析可调系数的影响因素,为其设计提供理论依据。受结构和空间的限制,磁路设计和优化是保证MRFD性能的关键。利用有 限元软件对设计的MRFD进行三维非线性磁场仿真,发现铁芯容易成为整个磁路的瓶颈。经过对一定安装空间内绕组的优化,大幅度提高了阻尼通道内的磁感应强度。仿真结果表明,该MRFD设计方案能控制从非预设缝隙泄露的磁流变液(magneto rheological fluid,简 称MRF),增大了MRFD阻尼力矩的可调范围,保证 了减振器的可靠性。实验结果表明,所设计的MRFD工作稳定,耗功能力好,满足实车应用的需求。

摘要:为了研究城市轨道交通环境振动领域中过渡段频率特性、实际减振效果和振动特性等问题,通过对北京多种减振措施过渡段进行测试,以DT-Ⅵ2型扣件与钢弹簧浮置板道床过渡段测试分析为例,同时使用其他减振措施过渡段进行验证,发现过渡段会影响不同减振措施交界处两侧100m内的减振效果。测试结果表明:过渡段交界处两侧不同减振措施的振动能量会发生变化,频率分布也会发生变化;在过渡段交界处两侧100m内的减振效果呈线性变化趋势。经过大量测试分析结果统计，提出过渡段减振效果预测公式,并进行验证。

摘要:为了研究工程机械混合动力系统的机电耦合特性和轴系的振动特性,研制了由柴油机 、电动机和液压泵共轴连接组成的工程机械混合动力系统实验台。设计了由工控机、PCI总 线控制卡和组态软件组成的实验台测控系统，分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型,确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程。通过在柴油机输出轴的端面布置3个加速度传感器实现柴油机工作时曲轴的振动特性，对不同负载功率下柴油机曲轴的振动特性进行试验测试。测试结果表明,柴油机曲轴的振动能量集中在径向,轴向的振动能量可忽略不计;设计的测控系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试。

摘要:在无线传感器网络(wireless sensor network,简称WSN)中通常需要对网络节点所测量的数据进行处理来判断WSN的运行是否可靠。针对传统算法存在计算复杂、能耗大的问题, 提出一种基于粒子群优化算法及高斯分布的WSN节点故障诊断方法。根据粒子群优化算法规 则简单和收敛速度快等特点,对节点所测数据进行优化并得到一个相应的阈值范围,通过高斯分布判断所测数据是否满足与所定阈值范围之间的关系来判定节点是否发生故障。试验结果表明,该故障诊断方法能及时、有效地发现WSN异常并诊断出故障节点,提高了WSN工作的可靠性。

摘要:针对现有支持向量机(support vector machines,简称SVM)在构造多类分类器的过程中存在计算费时、搜索率不高的问题,提出了一种新的SVM决策树设计算法。引入具有优良的全局搜索性能的粒子群算法,将其应用于优化决策树,构造出一种自适应性强、识别率高的多元分类器,实现SVM的有效多值分类。将其结果应用于齿轮箱故障诊断中,试验结果证明改进后的SVM构造方法的有效性和准确性。

摘要:在近场声全息中利用扫描法进行全息面测量时,全息面上的测点信号与参考信号会不可避免地受到一些噪声的影响,降低重建精度,影响重建的实现。在噪声与声源信号以及噪声相互之间非相关的假设下,首先引入两种传递函数估计方法求解全息面复声压,然后再进行近场声全息重建。仿真和实验结果表明,该方法可以有效抑制非相关噪声对全息面复声 压计算的影响。近场声全息重建结果表明,该方法减少了测量噪声带来的误差,提高了扫描法近场声全息的重建精度。