摘要:脑机接口作为一种特殊的人机交互方式，为机电设备的脑意念控制提供了新思路，是智能机器人领域的研究热点。随着生物传感和信号处理等技术的进步及脑 机接口技术的不断突破，脑 机接口技术逐渐地由原有的大脑 计算机接口技术发展为大脑机电设备接口技术，从而形成了一个新的技术理论体系——脑控技术。笔者在论述了国内外脑机接口技术发展现状的基础上，系统地提出了脑控技术的概念及其所涉及的关键技术，讨论了典型的脑控假肢和脑控残疾轮椅的现有研究成果以及脑控技术在外骨骼机器人中的应用前景，并对这项新技术的发展进行了总结和展望。

摘要:谱峭度滤波方法是一种在强背景噪声下也能有效提取振动信号中瞬态成分的方法。笔者针对谱峭度滤波方法中窗宽的自适应选择问题，提出一种自适应谱峭度滤波方法。该方法将小波相关滤波提取的振动信号特征频率作为Morlet小波滤波窗口中心频率，并按最大谱峭度原则自适应选择滤波小波窗口宽度，以确定最优带宽Morlet小波窗。通过强背景噪声下的瞬态成分的提取验证该方法的有效性，并与窗口融合自适应谱峭度滤波方法进行比较。针对轴承故障振动信号检测，应用该方法提取反映轴承故障的冲击响应成分，说明该方法能够实现轴承故障振动特征信号的提取。

摘要:模态阻尼是转子系统达到每一阶模态振型时所表现出来的一种系统阻尼，是研究转子系统动力学特性的一个重要参数。在分析模态阻尼传统测量法——半功率法缺点的基础上，提出了一种新的模态阻尼测量方法——相位匹配法。相位匹配法的原理是：建立目标函数，利用数值计算，对试验获得的相位随转速变化的数据进行最小距离估计，从而确定出转子振动系统的阻尼系数。在转子试验器上进行了试验研究，测得了系统的模态阻尼系数，其大小与半功率法测量结果接近。理论分析和试验结果表明，相对于半功率法，相位匹配法具有安全性高、稳定性强的优点。

摘要:为了更深入地了解单锥壳形阀压电泵阀体结构参数以及材料属性对泵工作输出的影响，并在此基础上探索通过改进阀体实现对泵工作输出调节的可行性，首先，对阀体受力情况进行了分析，建立了阀体的运动学模型，得到了阀体的弯曲变形量与其自身刚度、质量等参数的关系式；其次，定性分析了阀体自身刚度、质量等参数对工作频率的影响；最后，通过加工样机进行实验，实验结果证明了相关理论分析的正确性。实验中当阀体参数合适时，在工作电压为220V时，样机的工作频率为56 Hz，输出流量达190mL/min。

摘要:分析了直线超声电机定子的质点切向运动和法向运动，认为等速点（定子质点的横向分速度与动子运动速度相等的点）将椭圆运动接触弧对动子的作用分成了驱动部分和阻碍部分。通过对定子的纵向伸缩振动分析，得知定子质心随着定子的振动而发生颤动，质心的颤动使定子两端的受力不是一个定值，并使定子的驱动足对动子进行跳跃性地驱动，电机定子对电机动子进行跳跃式驱动和粘滑摩擦受到材料刚度、预压力、定子振幅等多种因素的影响。文中的摩擦机理分析也可为其他类型的超声电机的驱动与摩擦分析提供参考。

摘要:针对柴油发动机的充电发电机结构及振动的复杂性导致其转子振动故障具有多层次性、耦合性和随机性,以及故障信息不完整性等特点，提出了一种基于振动频谱分析和贝叶斯网络的转子振动故障诊断方法。该方法将故障源和故障现象根据专家经验数值化表示并离散化，运用改进的优化分簇算法，构建特定振动故障类型的贝叶斯诊断网络，利用贝叶斯网络推理算法诊断出故障概率分布，并利用具体的故障证据、设定值对该方法进行验证。仿真及实验结果表明,该方法能在故障信息不完整情况下，依据不完整证据信息更新各网络节点的概率状态，实现对不确定信息的推理和估计，得到较好的诊断结果,提高了转子振动故障的诊断准确度。

摘要:利用叶顶吸气抑制密封气流激振，实现对密封气流激振的主动实时控制。开发了一套基于LABVIEW的可控闭环流量调节系统，可根据叶片振动幅值反馈调节喷射流量或吸气流量。在叶片两侧为光滑密封和蜂窝密封两种条件下，实验研究了闭环可控吸气对叶顶密封气流激振的控制。研究结果表明，吸气流量随叶片振动幅值变化而实时调节，叶片振动幅值被实时控制在工况设定的阀值内。光滑密封条件下，闭环可控吸气减振效果能达到30％，蜂窝密封条件下的减振效果可提高到40％，主动控制与被动控制结合的效果更佳。

摘要:精确测量拉索索力是进行斜拉桥健康监测和工作状态评估的关键。在不考虑垂度、刚度、边界条件等因素的影响的条件下应用振动频率显式公式法识别实际工程中的拉索索力，会造成相当程度的误差。首先，通过对考虑上述条件时的隐式拉索频率方程零根的数值求解，给出了索力和频率的间接计算方法；其次，通过数值仿真，研究了该方法对索振动频率和索力识别误差的规律；最后，在此基础上建立了进一步的经验误差修正公式。实例研究表明，与其他显式公式方法相比，基于频率方程数值解的方法显著提高了识别精度，在此基础上进行的经验误差修正，可进一步大幅提高索力索频的识别精度；与有限元模型修正法相比，建议的方法计算耗时更小。

摘要:基于同位加速度传感/压电驱动的反馈方法，对用扬声器进行声激励的四面固支铝板开展多模态振动主动控制研究。根据实验模态分析的结果，确定了传感和驱动的位置。经过压电片传感/压电片驱动和加速度传感/压电片驱动两种方案的对比，选择了能观性和能控性较好的加速度传感方式。在正位置反馈控制律（positive position feedback,简称PPF）的基础上，以加速度信号进行反馈控制律的设计，提出基于加速度负反馈控制方案 (negative acceleration feedback,简称NAF)，并对其进行稳定性和控制机理分析。控制时以加速度信号作为评价指标，对64和158 Hz两个模态分别进行单模态和多模态控制。结果表明，基于加速度的反馈控制可以大幅度降低铝板的振动，最大控制效果可达11 dB，远大于PPF的控制效果，对单模态和多模态均能实现有效的振动控制。

摘要:以世界第一大跨度三塔悬索桥——泰州长江公路大桥为研究对象，基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型，并采用子空间迭代法对其进行了模态分析，得到了该桥的相关动力特性参数并对其进行了分析。在此基础上根据该桥的结构型式和受力特点，重点研究了矢跨比、中塔刚度、中塔形式以及土桩结构作用等关键参数对结构动力特性的影响，深入分析了该桥动力特性随上述结构关键参数的变化趋势。结果表明，增大主缆矢跨比、提高中塔纵向刚度有利于改善大桥的颤振性能。所得结论可为大跨度三塔悬索桥的动力设计和研究工作提供参考。

摘要:为了研究数控机床自动换刀装置的换刀能力和动态特性，针对目前这方面实验测试技术和手段不足的问题，研制出了基于虚拟仪器的动态特性测试系统。根据换刀装置的具体结构和动作特点，提出了在静载和动载条件下测量机械手的夹持能力及在线测量机械手定位误差和刀具碰撞特性的方法，并设计了传感器安装结构。利用Labview可视化特点对各个模块进行界面设计，为了提高测试效率在后台运用Matlab软件进行数据处理计算和特征提取分析。系统除了能够进行采集和分析数据之外，还具备了基于神经网络的换刀装置综合性能评估的功能，以供检测人员参考。现场测试结果为研究机床换刀装置的换刀能力和动态特性提供了必要的实验数据支持。

摘要:针对重载大跨距横梁的弯曲变形问题，将有限元数值计算和BP神经网络相结合，提出横梁弯曲变形预测方法，通过预制补偿曲线辅助进行横梁弯曲补偿，提高横梁几何精度。首先，利用ANSYS分析软件获得溜板位于横梁一系列工作位置的变形量，作为神经网络的训练样本；其次，通过在Matlab中编程调整网络参数，建立了满足误差要求的BP神经网络模型，并进行训练，利用训练后的神经网络预测横梁变形曲形；最后，对预制补偿曲线的横梁进行弯曲变形测量，实验表明神经网络预测值与实验数据较吻合，相对误差<15%，并且运行时间只需0.27 s。研究结果表明，该方法能够较为准确地预测横梁弯曲变形并进行补偿，为重载大跨距横梁结构设计与预制补偿曲线提供了新的思路和技术支持。

摘要:针对弹性叶片 机匣碰摩问题，将叶片等效为离心载荷和气动载荷作用下的悬臂梁，由哈密顿原理推导出旋转叶片的运动微分方程；同时将机匣简化为单质量弹簧 阻尼模型，考虑其径向振动。在某个接触瞬时，基于机械能守恒和叶片与机匣的位移关系，推导了弹性叶片与弹性机匣间的碰摩表征模型，并基于这种模型分析了不同工况下叶片 机匣的耦合振动。结果表明，机匣的振动会导致叶片的不稳定运动，并激起叶片的1阶弯曲动频，通过增加机匣质量、减小机匣刚度以及增加转速都可以提高叶片的运动稳定性。通过对接触过程中机匣能量的研究发现，减小机匣刚度会吸收更多的碰撞能量，但同时会增加机匣的振动位移。

摘要:为了研究制动器摩擦尖叫的时变性与不确定性特征，对某型号汽车用鼓式制动器在制动器声-振综合试验台架上进行了制动尖叫台架试验，并对尖叫信号进行了统计分析。建立了摩擦尖叫不确定性统计分析流程及一套尖叫频率与声压级的统计特性评价指标，并考察了摩擦工况对尖叫时变性和不确定性的影响。分析发现：摩擦尖叫的频率成分及数量、时间持续特征以及声压级水平呈现明显的时变性和随机性；尖叫频率近似服从正态分布，而各频率下的声压级也接近于均值为60 dB的正态分布，且不同频率水平尖叫统计特性评价指标差别较大。

摘要:振动信号处理与特征参数提取是实现齿轮智能故障诊断的关键。提出采用形态梯度算法对齿轮振动信号进行处理，既可以抑制噪声又可充分突出故障信号的冲击特征，能够在强噪声背景下有效地提取振动信号中反映齿轮工作状态的有用分量；在此基础上提出采用非负矩阵分解的特征提取方法对信号进行压缩，计算用于齿轮故障诊断的特征参量。结果表明，与传统的信号处理与特征参量提取方法相比，笔者提出的方法能够具有更高的分类精度，为准确判断齿轮工作状态提供了一种行之有效的新方法。

摘要:分析时滞效应对铣削系统稳定性的影响，揭示铣削再生型颤振发生的根本原因。铣削再生型颤振来源于系统内部的时滞反馈，应用劳思判据，分析铣削系统发生颤振前后系统刚度和阻尼的变化，得出极限切深。实验结果表明，笔者提出的分析方法简明可行，并能清晰地阐述颤振发生的物理本质。最后通过分析相关案例，体现了该方法的工程应用价值。

摘要:旋转型超声电机机械特性不能全面反映它的运行特性。为了更好地将旋转型超声电机应用于伺服系统，有必要对旋转型超声电机的运行特性进行全面的研究。为此，笔者搭建了一个测量旋转型超声电机运行特性试验系统，以江苏丰科超声电机科技有限公司早期生产的TRUM-60型超声电机为试件，在固定输出频率和固定输出电压两种情况下，得到TRUM-60型超声电机的机械特性曲线族和调节特性曲线族。实验结果表明，该型超声电机的机械特性和调节特性均为单值函数，它们都满足伺服系统对伺服电机运行特性的要求。因此，TRUM-60型超声电机能够作为伺服电机而使用。

摘要:针对航空发动机的突发故障，提出了一种基于多状态混合高斯隐马尔科夫模型(mixture of Gaussian hidden Markov model,简称MOG-HMM)和Viterbi算法相结合的预测方法。首先，根据航空发动机突发故障的历史监测数据建立多状态MOG HMM模型，确定状态数、状态转移矩阵、观察值概率分布以及最终的突发故障状态；然后，对新采集的观测数据，通过Viterbi算法解码出该观测数据对应的当前状态；最后，计算该状态到达突发故障状态的时间间隔，从而可以对突发故障进行预测。仿真和实验结果表明，该方法能够实现对突发故障的预测，并且符合标准预测指标的要求。

摘要:针对模态测试中的传感器优化布置问题，提出一种新的主元分析和组合MAC联合算法。首先，将多种传感器布置方法的结果形成原始特征数据矩阵，利用主元分析获得空间测点的主元和综合评价值，据此可以合理地大幅减少候选测点数目；其次，使用组合MAC法计算所有组合的MAC矩阵，取最大非对角元最小的一组作为最终选择；然后，以悬臂梁为例，分别用联合算法和4种传统算法对其进行传感器优化布置，通过3个评价准则的数值比较，证明联合算法的优越性；最后，将联合算法应用在望远镜LAMOST的平衡系统上，得到了两个方向上的传感器布置方案，进一步验证了联合算法的可行性。

摘要:城市高架桥的主要型式是连续桥梁，多跨连续梁桥由于延伸长，跨数多，在研究其抗震性能时，需考虑地震动的空间效应。为了保证数据的可靠性，需要数值模拟与振动台试验相结合，而传统振动台由于数量和尺寸的因素无法进行此类桥梁的振动台试验。设计并制作1∶10几何比例的连续梁桥缩尺模型，利用多子台振动台台阵系统对其进行了水平向振动台试验，识别其动力特性参数，得到了在不同地震波输入下模型加速度、位移和应变响应及其规律，并与数值模拟进行对比，实测数据与计算值吻合的较好。

摘要:针对高速电主轴接触式加载存在结构复杂、磨损及振动大等问题，提出一种非接触式电磁加载方法。该方法中动态电磁力可模拟主轴实际切削力载荷，实现高速电主轴动态非接触加载。利用电磁理论建立了非接触电磁加载模型，分析了电磁力的影响因素。解决了实现电磁加载的关键技术，并完成加载实验台整体设计。在转速为9 000 r/min、励磁电流为40 mA的加载条件下，针对170MD18Y16型磨削电主轴进行了动态加载实验，并对比了励磁电流和转速变化时动态电磁力的理论和实测值。结果表明，动态加载理论值与实测值变化一致，二者误差较小，验证了动态非接触电磁加载方法的有效性，且改变励磁电流和转速可实现不同条件的加载。

摘要:为获得有效的故障特征信息，提出一种基于分数阶傅里叶变换分形维的模拟电路故障特征提取方法。首先，把原始数据空间中的特征数据映射到不同的分数阶空间，分别计算不同分数阶次下故障响应信号的分形维数；然后，采用核主元分析进一步对候选特征实施降维；最后，将优化后的特征向量作为故障特征，利用神经网络进行分类诊断。仿真结果表明，本方法能很好地获取不同故障响应信号的细微差异，增强不同故障模式的可分性，提高故障诊断准确率。

摘要:针对汽车双筒磁流变减振器工作出现的外特性畸变现象，在传统磁流变减振器活塞结构基础上，设计了一种具有流通孔和单向阀、非旋转体的新型电磁活塞，并分析了活塞磁路的理论计算方法。根据单向阀式活塞的非旋转体特点，应用Ansys有限元分析软件基于单元边法的Solid117单元建立1/4三维有限元磁路仿真模型，进行三维静态磁场分析。设计制造了新型电磁活塞，应用特斯拉计进行活塞阻尼通道的磁路试验，对比磁路的三维仿真，理论计算与试验数据基本吻合，表明新型活塞磁路的三维仿真与理论计算是正确的。按照某款汽车技术要求设计加工了磁流变减振器，进行了阻尼特性试验，结果显示，示功曲线非常饱满，有效地消除了外特性畸变，表明设计的单向阀式电磁活塞是可行有效的。

摘要:综合考虑温度、预应力及碟簧非线性的影响，建立超磁致伸缩微致动器(giant magnetostri ctive micro actuator,简称GMA)车削加工系统非线性动力学微分方程。根据精确反馈线性化的滑模变结构控制方法设计控制器，采用双曲正切函数代替符号函数，并引进边界层，减少了系统的抖振，增加控制器的连续性。最后通过试验，验证了该控制方法的有效性，当系统存在外界干扰或是参数摄动时，该文设计的控制方法都能取得较好的控制效果，稳态误差达到纳米级。

摘要:提出了一种滚动球轴承局部表面损伤故障的动力学分析方法。模型中每个轴承元件具有6个运动自由度，并完整地考虑了陀螺效应、离心力及润滑牵引等动力学因素。通过几何特征的变化对局部表面损伤进行了建模。采用四阶变步长Runge-Kutta-Fehlberg积分法对动力学方程进行了数值求解，并在时域和频域中对动力学响应进行了分析。研究结果表明，由于考虑了润滑剂的牵引效果，计算得到的故障特征频率较纯滚动假设下的计算结果有一定的差异。文中综合考虑了轴承元件的三维运动、相对滑动、润滑效应以及局部表面损伤等因素，因此所提出的模型更为全面、有效和实用。

摘要:针对某型出口内燃动车柴油发电机组动力包的双层隔振系统解耦优化问题，经分析认为,一级、二级隔振器的刚度是影响双层隔振系统解耦的主要因素。根据双层隔振系统解耦理论和解耦原则，确定一级、二级隔振器的刚度；按照公共构架、车体主要模态频率的变化范围确定一级、二级隔振器刚度的可能取值；利用Matlab编程，对可能刚度方案进行排序。以双层隔振系统12自由度综合解耦度最大、绕曲轴方向的α解耦度最大、机组的振动烈度最小和二级隔振器安装位置的动支反力最小为优化目标进行编程，来比较由解耦理论和原则确定的刚度和优化刚度的综合隔振效果。结果表明，根据隔振解耦理论和原则得出的隔振器刚度综合隔振性能较好，但不是最优的。优化的刚度方案可为实际工程提供参考。

摘要:由于车辆各个车轮受路面的激励，车辆簧上质量的振动耦合了各个车轮引起的振动。为使车辆有效减振，建立了带主动悬架的整车非线性模型并利用微分几何方法对该非线性模型进行解耦。经过解耦的悬架系统簧上质量的垂向、俯仰和侧倾振动互相独立,成为独立的线性子系统，从而可以实现对其单独控制。设计了减振控制律，对解耦的悬架系统减振。仿真结果表明，簧上质量各个方向振动大幅衰减，说明该控制方法是有效的。

摘要:为有效地进行刀具状态模式识别，以端面铣刀为研究对象，采用蚁群算法对铣削力信号进行研究分析，提出一种可用于刀具状态识别的特征选择方法。该方法将特征选择过程转化成蚁群算法中蚂蚁寻找最优路径的过程，给出了转移概率公式，并运用Fisher标准判别率作为启发信息，同时将每次搜索得出的最优特征子集输入BP神经网络进行模式识别，得到的正确率整合进信息素更新策略。另外，改进了蚁群算法参数选择方法。实验结果表明，该方法可以高效地进行特征优化选择，进而使模式识别正确率较未经特征选择时得到显著提高。

摘要:从动力学角度对发动机连杆轴承异响故障进行研究，以某军车发动机为研究对象，采用汉氏法求解雷诺方程，计算分析了在相同的润滑条件下，不同工况、不同转速以及轴承配合间隙下连杆轴承的负荷和轴心轨迹。分析结果表明：相同工况下，作用在活塞顶部的气体压力是影响连杆轴颈负荷的主要因素，连杆轴承的横向运行轨迹会随着轴承间隙的增大而扩大，连杆轴承异响最佳诊断转速为中速1 200～1 600 r/min，最佳诊断部位是发动机的右侧曲轴轴承对应的缸体处。

摘要:为了提高故障诊断的分类精度，减小分类运算时间等问题，需要从原始特征集合中选择出更为优化的特征子集合，因此，提出了一种基于小波包变换和GA-PLS算法的特征选择方法。首先，采用小波包变换对提取出的振动信号进行分解，从而得到小波包的分解系数;其次，运用遗传算法 偏最小二乘法从原始信号和小波包系数的统计学特征中选择出最优特征集;最后，将最优特征集作为输入，输入到支持向量机中以实现对不同故障的诊断与识别。应用于轴向柱塞泵故障诊断中，与现有特征选择方法对比，实验结果验证了本研究特征选择方法的有效性。