摘要:强力带式输送机是煤矿主要运输设备，针对矿用强力带式输送机存在启停冲击、运行过程跑偏、撕带等故障综合保护、强力输送带缺陷智能识别和传动系统关键部件故障诊断等问题，研究了强力带式输送机软启动及节能运行技术、综合保护及传动系统关键部件故障诊断技术和强力输送带内部缺陷检测技术与智能识别方法。提出了一种矿用强力带式输送机智能监控系统，并构建了智能监控实验平台，该系统集变频控制、强力输送带缺陷弱磁检测、运行故障综合保护和传动系统关键部件故障诊断于一体，解决了以上各个模块信息孤岛问题，实现了带式输送机全面智能保护，对确保强力带式输送机安全、高效运行和煤矿安全生产具有重要意义。

摘要:针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况，且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点，提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法，详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析，对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的阶次包络谱结构特性，总结了不同部件故障的特征阶次。在此基础上，通过对变速行星齿轮系统试验信号的分析表明：阶次包络分析方法能较好地抑制噪声干扰，反映故障特征清楚，且故障特征能作为变转速时行星齿轮系统故障诊断和定位的依据。

摘要:混凝土泵车排量计量精度与效率的提升是解决泵车运行状态监测、施工管理和施工质量以及泵车性能评价等问题的关键。首先，提出基于去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis,简称DFA)排量检测法，分析泵车液压泵体振动信号，提取标度指数；其次，利用标度指数标定泵车排量进而实现排量计量。分析结果验证了该方法可行但精度有待提高。为此在DFA法基础上提出了基于极值增量DFA排量检测法，获取标度律曲线上最小尺度波动参数和最大尺度波动参数，再使用尺度参数标定排量实现排量计量。试验结果表明，极值增量检测法较DFA检测法使排量标定精度提高了近3倍，为泵车排量计量提供了一种新的手段。

摘要:针对含谐波减速器柔性空间机械臂的臂杆刚度以及关节转速对机械臂末端振动的影响，利用位置敏感探测器（position sensitive detector，简称PSD）对机械臂的振动特性进行了测试分析。通过改变臂杆刚度和关节转速中单一因素，分别测量了机械臂在不同臂杆刚度和不同关节转速下的末端振动响应。研究结果表明，随着臂杆拉力和机械臂关节转速的增大，机械臂末端的振动幅度呈现上升趋势，且机械臂关节转速的改变对机械臂末端振动的影响大于臂杆刚度所造成的振动影响。

摘要:针对柴油机配气机构故障诊断问题，提出了一种基于Wigner分布和差分分形盒维数的故障诊断方法。首先，利用改进局部均值分解算法对柴油机缸盖振动信号进行分解，并采用相关性分析剔除噪声和伪分量；然后，分别对各相关分量进行Wigner时频分析，将结果线性叠加得到振动时频图，再提取图像的差分分形盒维数作为故障特征；最后，利用k最近邻（k-NN）实现故障诊断。仿真结果表明，改进局部均值分解算法可以抑制Wigner分布交叉项的干扰。实验结果显示，差分分形盒维数优于其他6种典型故障特征，利用本研究提出的方法对配气机构进行故障诊断的正确率为97.2%，该方法可以用于柴油机配气机构故障诊断。

摘要:研究单轴对称水果在传输过程的定向机理，旨在为定向装置结构优化和参数设计提供必要的依据。首先，针对杏子在定向装置内的运动，借助四元数转换不同坐标系间角速度，并将欧拉运动学方程转换成姿态差运动学方程，成功构造控制力矩矩阵，利用Lyapunov函数证明其能确保姿态差运动学方程达到稳定；然后，通过建立Simulink仿真求解，与理论分析结果吻合，设置的控制力矩合理；最后，通过正交试验，结果表明试验数据与仿真结果基本吻合，最终得出当控制力矩为150 N·mm时是杏子的最佳切割参数。

摘要:针对不确定因素对系统动力特性的影响，在应用泛灰数学的基础上，对不确定链式结构系统固有频率的求解方法进行了研究。首先，通过对泛灰数四则运算结果的分析，指出了利用泛灰数进行区间分析存在的缺陷，提出了一种改进的泛灰数除法运算规则，进而将链式结构系统中的不确定性参数用泛灰数表示；其次，基于矩阵传递法，导出了系统固有频率的非线性泛灰方程，并针对该方程的求解，在运用泛灰数运算规则的基础上，提出了一种区间搜索进退算法；最后，通过算例说明了笔者算法的可行性和求解方法的有效性。

摘要:总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, 简称EEMD)是抑制经验模态分解(empirical mode decomposition, 简称EMD)模态混叠的有效方法，针对EEMD分解效果依赖于添加噪声的大小、筛分次数和总体平均次数等参数的选择及噪声残留大、分解不完备等问题，提出了自适应部分集成经验模态分解。该方法通过成对地向目标信号加入自适应噪声，并对每个内禀模态函数(intrinsic mode function,简称IMF)自动选择筛选次数，通过排列熵检测筛分出高频IMF，再对剩余信号进行EMD分解。将提出的方法应用于仿真和转子碰摩故障试验数据分析，结果表明提出的方法能够有效地应用于转子碰摩故障诊断，而且在分量的精确性、完备性和模态混叠的抑制等方面优于EEMD方法。

摘要:传统的特征值灵敏度分析中忽略了振型变化的影响，导致特征值灵敏度难以准确地识别出结构损伤。为提高特征值灵敏度的准确性，利用未损伤结构的振型线性表示损伤情况下结构振型的变化，进而改进了特征值灵敏度的理论分析方法。在不同的损伤工况下，计算数值模型改进前后的特征值灵敏度，验证表明改进后的特征值灵敏度具有更高的精度。以孔洞直径和位置均未知的实际结构为研究对象，利用改进后灵敏度方法准确识别了结构损伤的位置和程度，与结构的孔洞直径和位置实测值相吻合，表明了改进后灵敏度方法具有准确实用性，从而弥补了传统特征值灵敏度法在结构损伤识别中的缺陷。

摘要:首先,建立了由动力总成、车身和非簧载质量组成的13自由度整车模型，推导了整车模型的运动微分方程; 然后,分别建立了车身3自由度模型、动力总成6自由度模型、车身和非簧载质量组成的7自由度平顺性分析模型及动力总成和车身组成的9自由度平顺性分析模型，给出了各简化模型的运动微分方程; 最后,分别利用上述不同自由度的模型计算并对比分析了动力总成的固有频率和能量分布、车身和非簧载质量的固有频率。计算结果表明，动力总成6自由度模型计算的动力总成固有频率与其实际频率存在差异；计算车身固有频率时需考虑动力总成的质量和转动惯量；各模型计算的非簧载质量固有频率基本一致；13自由度模型计算的动力总成、车身和非簧载质量的固有频率更加准确, 对整车振动与噪声研究具有很大的参考价值。

摘要:不同规格的轮胎混装在线检测的需要使得多级轮辋应运而生。针对该方式下忽略轮辋宽度影响造成的不同厂家设备检测结果的差异，考虑轮辋宽度的影响，改进完善轮胎动平衡试验机的动力学模型。笔者探讨动平衡试验机的量标定算法，基于最小二乘复影响系数法求解标定系数，推导出不同轮辋层和不同轮辋宽度下不平衡量的等效算法。同时，根据轮胎规格参数设计机械锁紧装置，采用精密伺服控制技术实现了轮辋宽度的在线调节。实验结果和工程应用验证了该算法的可行性、有效性和适用性，也为不同厂家设备检测结果的一致性奠定了基础。

摘要:在装备研制的早期阶段，需要及时将装备的测试性指标和故障测试方案联系起来，并对测试方案进行优化。针对这些要求，首先，对常规故障模式、影响及危害性分析(failure mode effects criticality analysis,简称FMECA)的不足之处，提出了对于FMECA故障模式的输入信息进行改进的设想和实施方法；然后，根据研究需求探讨并确定了故障的检测特性影响指标，分别给出了各特性指标的影响等级、影响值的确定方法；最后，建立了装备故障的检测特性指标综合评估模型，提出了测试方案的优化截止算法，采用典型示例对其进行了计算验证，并对其应用进行了深入探讨。结果表明，该方法能够有效弥补现有设计方式的不足，为在研制早期制订装备测试优化方案提供了理论依据。

摘要:提出一种基于流形 奇异值熵的滚动轴承时频故障特征提取方法。首先,在HHT(Hilbert Huang transform,简称HHT)时频分析基础上，应用二维流形方法提取信号流行成分以达到对轴承故障特征进行降维和提取敏感参量的目的；然后，定义了奇异值熵来定量衡量不同故障状态下流行成分的差异；最后，将流形奇异值向量与概率神经网络相结合,有效实现了轴承故障样本分类。与一般的考虑欧式空间全局范围最优值的主分量（principal component analysis,简称PCA）方法及以向量为研究对象的一维流形方法不同，该方法直接以二维信息为研究对象，避免了一维流形算法需将二维信息转化为向量带来的信息损失，与PCA方法相比更能发现隐藏在高维数据流形结构中的局部数据特征。工程信号分析验证了该方法的有效性，为准确提取滚动轴承故障特征提供了一种可靠手段。

摘要:从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先，以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象，考虑其弹性元件的非线性因素，采用拉格朗日法建立其动力学模型；其次，基于Hamilton原理求出系统实现自同步的条件，利用一次近似判别法求出系统稳定同步运行的条件；然后，基于Matlab/Simulink软件，采用4阶龙格库塔法进行数值仿真，对理论推导的自同步条件及稳定性条件进行计算；最后，对一单质体振动样机进行实验测试。仿真结果表明，该非线性振动系统可以实现稳定的0相位自同步运动。通过理论计算结果、仿真结果以及实验结果的相互对比，验证该非线性振动系统同步特性理论的准确性。

摘要:旋转机械的轴承部件出现裂纹或凹坑时，会产生稀疏的双冲击信号，在故障早期时，双冲击信号会发生混叠现象。在稀疏分解过程中，传统的高斯最大原则无法准确提取故障信号原子。笔者通过分析冲击类故障双冲击信号的特点，研究双冲击混叠时时频因子与双冲击间隔之间的关系，构造冲击信号最优邻域，并提出一种邻域正交匹配追踪算法。在每次迭代中选取内积最大原子周围的部分原子组成子框架，计算振动信号在当前框架下的表示，再进一步计算残差信号，并进行下次迭代，直至满足迭代终止条件。通过仿真试验和故障实例分析发现，该方法能避免过匹配现象，并准确提取双冲击成分，从而计算出双冲击信号的时间间隔，对故障程度进行判定。

摘要:利用源信号到达两传感器间具有不同能量衰减比的特性，提出了一种新的源数估计方法，解决了因传感器数量不足而无法准确估计源信号数目的问题。首先，利用线性时频变换方法得到两观测信号在频域的能量分布，然后，计算能量散点图中对应角度上的能量总和；最后，通过峰值检测法实现源数目的自动检测。通过理论分析、仿真和实验，证明了该方法的有效性。本方法为盲源分离算法处理振动、噪声信号，提供了可靠的先验信息。

摘要:采用压电分流控制方法对旋转柔性梁进行振动抑制，在分析旋转梁压电分流控制方程的基础上采用模拟退火算法对电路中的电阻、电感原件进行了优化。首先，使用Hamilton原理建立了绕x轴旋转柔性梁的压电分流阻尼控制方程，推导了基于压电分流控制的压电分流系统传递函数；然后，基于模拟退火优化算法思想，建立传递函数的优化模型,并对目标函数进行优化；最后，针对旋转梁压电分流电路优化进行数值计算与分析。仿真结果表明：压电分流阻尼可以很好地抑制柔性旋转梁振动；与遗传算法相比，模拟退火优化算法不仅可以取得很好的优化效果，且优化效率得到极大的提高。

摘要:为了提高光纤光栅应变传感器测量精度，针对光纤光栅传感器工程应用情况，提出了一种光纤布拉格光栅(fiber bragg grating, 简称FBG)传感器应变特性标定方法。通过理论分析和实验标定了封装式光纤光栅应变传感器的灵敏度系数，对传感器理论与实验灵敏度系数误差进行了分析。实验结果表明，该方法简单、易行，用于光纤光栅传感器使用前的标定，可以提高基于光栅光栅传感器的测量精度和准确性。同时，该方法为光纤光栅传感器的工程推广应用奠定了基础。

摘要:提出了一种压电式力传感器低频响应特性的补偿方法,该方法是在频域上完成的。首先，对压电式力传感器的输出信号进行后处理，将输出信号与补偿函数相乘即可获得补偿后的输出信号，其中，补偿函数是压电式力传感器放电时间常数的函数；然后，以P5H压电陶瓷片为例，分别对其施加已知的阶跃外力和低频简谐外力，并分别将补偿前后的测试结果与已知外力进行对比，从而实现对该方法的实验验证。验证结果表明：该方法可以对压电式力传感器的低频响应特性进行有效的补偿。

摘要:针对滚珠丝杠式惯容器存在的非线性力学特征，首先，分析了滚珠丝杠式惯容器的工作原理，对惯容器的主要部件进行了非线性力学分析，建立了考虑摩擦、间隙以及丝杠弹性力的惯容器非线性力学模型；然后,在数控液压伺服激振试验台上进行了惯容器的力学性能试验，得到了惯容器在不同惯容系数以及不同激振输入下的力学响应特性；最后,根据试验结果分析了摩擦和间隙对惯容器力学性能的影响，得到了便于参数辨识的惯容器力学模型结构，实现了惯容器输出力仿真与试验结果的分析和对比。结果显示，二者在一个周期内的均方根值误差不超过7%，非线性模型呈现出良好的拟合精度，证明了所述方法的可行性和有效性。

摘要:分析了薄板结构-刚性阻振质量的振动传递特性，研究了一种空心结构阻振质量的阻振性能，发展了薄板结构的阻振技术；设计了带近似等质量的空心与实心阻振质量的薄板结构实验模型，通过测试板结构的平均振动加速度，得到了阻振质量的阻振损失；对比研究了空心与实心阻振质量的阻振损失，分析了空心+实心二级阻振质量的减振效果，探讨了空心阻振质量填充颗粒阻尼对阻振性能的影响。结果表明：同等质量的空心阻振质量比实心阻振质量的阻振损失更大，且有效阻振频率向低频移动；空心+实心二级阻振质量仅略高于单级阻振质量的阻振损失；空心阻振质量内部填充颗粒阻尼，可有效提高减振效果，其阻振损失优于空心+实心二级阻振质量。

摘要:插装式比例阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点，广泛应用于液压系统中，但插装阀所带来的振动及噪声等问题是制约其使用范围的重要因素。对采用流量放大原理的Valvistor型插装阀稳定性及性能进行研究，建立相应的数学模型得出该阀的稳定性条件，发现主阀稳定性与先导阀开口及面积增益有关；在SmiluationX软件环境中建立该阀的仿真模型，并利用实验对其进行验证。理论分析与仿真结果表明：随着主阀进出口压差、反馈窄槽面积梯度的增大，主阀芯响应速度加快，但会导致主阀芯不稳定区域增加；控制腔体积越小，主阀芯稳定性越好。研究结果为该类型阀性能的提高提供了理论依据。

摘要:针对越野车辆减振阻尼阀散热及控制响应滞后的问题，设计了利用外置电液比例溢流阀调节阻尼特性的新型油气悬架。基于AMEsim软件建立油气悬架仿真模型，并利用外特性试验验证AMEsim仿真模型的正确性，在此基础上分析相关参数对悬架刚度和阻尼特性的影响。将所建油气悬架模型应用于车辆振动的半主动模糊控制仿真研究中，随机路面激励下的仿真分析结果表明，车辆行驶平顺性各项指标得到提升，模糊控制效果明显，验证了通过调节溢流阀电流来提高油气悬架性能的可行性。

摘要:要实现机械设备的故障诊断，关键是要找到对设备状态敏感性和聚类性强的特征指标。针对如何筛选出满足上述特点的指标，提出结合投影寻踪方法研究24种特征指标对轴承状态识别的敏感性和聚类性；以内圈故障为例，构造其故障振动的数学模型，计算得到24种特征指标并将其投影，提出最佳投射方向矩阵，研究在最佳投影方向矩阵下24种特征指标的投影分布特征；提出用极差系数、平均差系数、离散系数、主轴线相对系数和均值系数来研究24种特征指标对不同故障的敏感性和聚类性；借助美国西储大学轴承数据中心网站公开发布的轴承探伤测试数据集中的内圈故障进行验证。该方法能够为轴承的故障诊断筛选优质特征指标，保证故障识别的及时性和诊断准确性。

摘要:为了解决永磁同步电机在室内传动系试验台架上模拟发动机扭振高动态响应特性的问题，首先建立了由平均扭矩、往复惯量引起的激振和燃烧压力引起的激振信号构成的发动机实时扭振模型，具有数学计算量小、动行速度快的特点，能满足高动态控制响应的要求；然后，设计了一种滑模变结构控制(sliding mode control,简称SM)和迭代学习控制(iterative learing control,简称ILC)相结合的控制器，利用变结构控制对系统参数和外部干扰具有不变性及迭代学习不依赖于系统精确数学模型的优势，提高了控制系统的稳定性和动态响应；最后，在室内传动系台架上进行了模拟试验。试验结果验证了发动机模型和控制算法在传动系试验台架上模拟发动机扭振的有效性和可行性。

摘要:针对机械式悬架存在的惯容器“背隙”的问题，提出一种基于液压惯容器的ISD（inerter-spring-damper，简称ISD）悬架。介绍了液压惯容器的结构及工作原理；建立了液压惯容器ISD悬架的整车模型，在matlab/simulink环境下，进行了压惯容器ISD悬架平顺性仿真；研究了液压惯容器ISD悬架在脉冲输入、随机路面输入作用下的动态性能。在此基础上，进行了液压惯容器ISD悬架台架试验，试验与仿真结果基本吻合。结果表明，与传统被动悬架相比，液压式惯容器ISD悬架可以有效降低车身垂直振动加速度。

摘要:为了提高轴承故障诊断准确率，缩短神经网络训练时间，将周期能量特征和优化的局域均值分解(local mean decomposition,简称LMD)特征结合，提出了一种新的轴承故障诊断方法。首先，采用形态滤波法对振动信号去噪；其次，以轴承一个旋转周期采样点数为标准，对振动信号进行截取，提取周期能量特征和LMD特征；然后，对提取的特征进行u律压扩和滑动平均优化处理；最后，设计两个同精度神经网络，采用经优化和未优化的特征对设计好的RBF神经网络进行训练，用训练好的神经网络进行故障诊断。实验结果表明，神经网络收敛迭代次数减少了50次，诊断正确率提高了10%，提高了轴承故障诊断正确率，缩短了神经网络训练时间。

摘要:为提高无阀压电泵的流量特性和解决泵加工工艺性差的问题，研制出了锥形流管坡面腔底无阀泵。首先，提出并设计了锥形流管坡面腔底无阀泵，分析了该泵的工作原理；然后，利用ansys软件对泵腔内流场做了模拟分析，分析结果表明该泵具有传输流体的能力；最后，利用3D打印技术制作了锥形流管坡面腔底无阀泵，并对泵的频率 流量特性进行了试验，驱动频率为8 Hz时，锥形流管坡面腔底无阀泵的流量达到最大值26.8 ml/min，比相同尺寸坡面腔底无阀压电泵在相同驱动电压条件下输出的最大流量增加了18.6%。试验结果表明，锥形流管坡面腔底无阀泵的流量特性优于坡面腔底无阀压电泵，且采用3D打印技术制作压电泵，提高了泵加工的工艺性，缩短了加工周期，降低了加工成本。

摘要:针对基于Hilbert变换的零相位低通滤波器数值计算中，时域离散化带来的频域周期化影响了其低通特性的问题，提出了相应的改进方法。通过证明Hilbert低通滤波器时域解析表达式的频率响应特性，指出离散Hilbert低通滤波器的频响特性混叠了π两侧倒相的频率成分,并根据频响特性图的特征采用两级滤波结构对数值计算方法做出了改进。理论证明了改进后的滤波器能数值实现零相位低通滤波，并通过调幅信号以及调幅 调频信号的仿真算例进行了验证。应变实测信号处理实例表明,改进后滤波器能剔除动应变信号中低频的温度效应成分的影响，适合非平稳信号分析的预处理。

摘要:针对动平衡测量中实际存在的转速波动问题，提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition，简称EMD)和瞬时频率估计的不平衡信号提取方法。与传统的平稳信号分析方法不同，该方法采用3次样条插值法从键相信号中获取转子的瞬时频率，由瞬时频率构造不平衡信号，进而采用最小二乘法(least square method, 简称LSM)辨识出不平衡信号的幅值和相位。为提高幅值和相位估计的精度，采用EMD算法对振动信号进行滤波处理后，再从中抽取数据样本。仿真和实验结果表明，该方法能够有效克服转速波动和干扰信号对不平衡信号提取精度的不利影响，提高不平衡量测量精度和稳定性，非常适合于工程应用。