基于线性混合盲分离模型的电机故障诊断方法

基于定子电流信号的频谱分析方法诊断电机故障,其检测的精度易受到噪声干扰及频率分辨率的限制。为解决这一问题,提出了一种基于线性混合盲分离模型的电机故障诊断方法。该方法采用固定点算法从电机的定子电流信号中分离出故障特征信号,由观测信号估计出混合矩阵,据此计算故障特征信号的幅值,再根据幅值在电机正常和故障状态下的变化实现对电机故障的诊断。以电机转子故障为例进行了实验,结果表明:该方法可实现转子断条故障的可靠诊断,并且在短数据条件下,也能取得较好的诊断效果。     

变换器短路故障时整流发电机的暂态电流计算

考虑直流变换器侧短路故障时,整流发电机带直流变换器运行可以等效为整流发电机突加RLC负载,其暂态电流计算直接关系到直流故障诊断和保护。通过将RLC负载从直流侧等效至交流侧后,将暂态电流计算等效为同步发电机串联RLC后三相短路电流计算;在得到了暂态电流的表达式后,通过类比同步发电机三相短路电流的初值、终值和时间常数计算,近似得到了暂态电流的解析表达式,并给出了电流峰值和峰值时间。通过仿真验证了该解析表达式的有效性,可以用于对直流故障诊断和保护方法的确定。     

基于SVM的控制棒驱动机构滚轮状态评估方法

针对控制棒驱动机构滚轮振动信号非平稳、小样本的特性,提出了一种基于支持向量机的滚轮状态评估方法。该方法首先对信号进行小波降噪,再将降噪后的信号分解为若干乘积函数分量之和,选取包含主要故障信息的分量进一步分析,从这些分量中提取几种特征参数作为支持向量机的输入参数,建立了滚轮故障识别模型。通过对滚轮正常状态、故障状态的分析证明,该方法可以准确、有效地对滚轮的工作状态进行分类。     

故障结构分解的航空发动机执行机构估计

作为航空发动机控制系统的易损部件,执行机构的故障估计目前尚缺少有效方法。采用故障结构分解的方法,通过重构输出变量来分离出输出变量中与故障无关的部分,并由此得出故障与状态量、输出量之间的关系;将故障信号与原有的状态变量合并为新的状态变量得到系统的增广模型;最后对该增广模型设计全维观测器实现故障估计和状态估计。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于Prony算法合闸于故障保护方案

将Prony分析方法应用于断路器合闸于故障保护。利用Matlab软件对断路器合闸于输电线路故障和非故障情况下的暂态过程进行建模和仿真,对合闸后半个周波或1个周波输电线路保护安装处实测的电流数据进行采样,应用Pronv算法对其进行分析,提取出此暂态电流中包含的各次自振荡分量的各个特征量,识别出线路中是否存在故障。仿真证明：该分析方法可在合闸后半个周波或1个周波准确求出合闸操作暂态过程中各次频率的分量,从而正确识别线路的故障。     

基于灰色理论的电子系统状态预测方法

电子系统的状态预测是利用其历史信息来实现系统未来状态和趋势的估计,以防止灾难性故障的发生,对于推动视情维修具有重要意义。针对典型模拟滤波电路,通过分析其关键测试信号的特点,研究了基于灰色理论的状态预测方法,并针对该预测模型的不足,设计粒子群算法选择最佳预测维数,设计新陈代谢法使该模型参数在线改变,从而建立符合电子系统信号特点的灰色预测模型。将该模型与ARAM模型比较,实验结果验证了该模型具有较好的状态预测精度和预测性能。     

基于动力学仿真的行星变速箱故障机理研究

针对某型行星变速箱故障机理研究欠缺和故障诊断困难的问题,在刚柔耦合动力学理论和齿轮故障信号模型基础上,建立了行星变速箱齿轮-箱体刚柔耦合动力学模型,分别计算行星变速箱正常状态和齿轮故障下的齿轮啮合力和箱体表面振动信号,进而研究齿轮故障机理,最后通过对故障模拟试验采集的实测信号与仿真信号的频谱成分对比,验证了所建模型的正确性。结果表明:齿轮发生故障时,振动信号频谱会出现相应的特征边频带。     

基于隐Markov树的序贯故障诊断模型

为了充分利用先验信息和实测信号,提高故障识别率,根据Bayes方法和序贯决策的思想,将实测信号分段,将前一段信号的诊断后验信息作为后一段信号的先验信息,提出了一种基于隐Markov树(hidden Markov tree,HMT)的序贯故障诊断模型.给出了诊断模型的建模步骤、HMT模型的建立方法和Bayes后验概率的计算方法.将模型应用于某型减速器故障诊断的结果表明,对于有先验信息和无先验情况,该序贯模型都可以有效地提高故障识别率.     

基于多态的大功率可控硅开关功率放大器的仿真研究

为了满足远距离海底探测对发射信号大功率的需求,选用了一种大功率可控硅开关功率放大器。在临界换流状态、自然换流状态和强迫换流状态三种工作状态下,分析了该功率放大器的工作原理,并建立了等效电路模型。运用OrCAD仿真了临界换流状态时的等效电路模型;在自然换流状态和强迫换流状态下,为获得功放电流值和负载电流值,对其等效电路模型分别建立了非线性数学模型,并通过MATLAB和VC 采用四阶Runge-Kutta法对非线性数学模型进行求解。以上方法能够求得该功率放大器电路在任意时刻、任意点处的电流电压值,能较客观、真实地反映电路的工作状况,对工程应用具有一定的参考价值。     

信号稀疏分解理论在轴承故障检测中的应用

将信号稀疏分解理论引入到轴承故障检测问题中,提出新的轴承故障检测方法。通过字典学习的方式可有效实现轴承正常状态振动信号稀疏表示的超完备字典。利用该字典只适用于轴承正常状态信号稀疏分解的特点,将待分析信号在该字典上展开,通过比较信号稀疏表示误差与所设定阈值的关系来判断轴承对应的状态,从而实现轴承的故障检测。实验结果表明:当误差阈值设置合理时,该方法可有效地判断出轴承是否发生故障。     

基于状态空间模型的线性模拟电路BIST方法

本文针对线性模拟电路,提出了一种基于系统状态变量的ＢＩＳＴ方法。该方法将系统的状态、状态变化率及输入信号进行加权求和,以此加权和作为系统的故障检测输出。将其值的大小作为判别依据,可以区分系统的正常与异常状态。此方法具有简单可靠,故障覆盖率高的特点。     

SCPC设备使用维护系列讲座(三)——第三讲 上、下变频器的调试和维护

在整个SCPC地球站设备中,与其它部分相比,上、下变频器出故障的概率相对比较高.由于上、下变频器工作频率高,结构复杂紧凑,工艺要求高,给设备的维修带来了一定的困难.同时上、下变频器的维修往往需要一些专门的仪器,而这些专门仪器在一些地球站还不具备.基于这一点,本讲所涉及的维修,只能是初步的.有些故障可以通过调试或者简单修理现场解决,有些则可以用现场替换的方法解决,还有一些只能是判断出故障所在的模块后送到专门的维修中心或工厂修理.为了提高变频设备的可靠性,上、下变频器由主用和备用设备组成,并配有自动倒换装置.必要时,也可以工作在“强制手动”状态.上、下变频器是SCPC数字卫星地球站设备的重要组成部分,它主要完成下面两个功能:(1)将70MHz±18MHz中频已调信号经过两次上变频,变换成上行的射频信号,以便信号能在卫星信道上传输.通过改变上变频器中的发送频率合成器的频率,就可使发射频率选择在系统所指定的卫星转发器上.     

一种双总线并行的电传动车载实时监控终端开发

为了监测和记录电传动车辆实际运行中的各种状态指标,针对实车试验时系统状态参数多、实时性要求高等特点,基于CANOE总线开发平台设计了一种CAN和FlexRay双总线并行传输的车辆状态监测记录终端,实现了对车辆实际运行中各项通讯信号与实时状态参数的采集、存储与显示,以及车辆故障信息告警。实际应用表明,该监测终端运行稳定可靠,为进一步调整车辆控制参数、改进控制算法提供了依据。     

一种考虑衰减直流分量的动态相量测量算法

对故障情况下电网电流信号中含有衰减直流分量的动态相量测量算法进行了研究,提出了一种考虑衰减直流分量的动态相量估计方法。首先,基于电流信号的周期性分量特性,在同步采样基础上计算衰减直流分量的系数;然后,基于Prony算法提取基频电流分量;最后,利用基于Kalman滤波的动态相量估计模型对提取后的信号参数进行估计。仿真结果表明:该方法能够有效分离衰减直流分量和估计相量值。     

基于Maxwell2D和Simplorer的永磁同步电机退磁模型设计

永磁体退磁故障是永磁电机的常见故障,对电机退磁故障进行早期检测和诊断可以有效防止灾难发生,具有重大意义。建立不均匀退磁故障状态下的Maxwell2D电机模型,利用仿真软件Maxwell2D与Simplorer构建永磁同步电机联合仿真系统,分别对电机的正常状态模型与退磁故障模型进行仿真,并对相电流信号进行分析。利用EMD-LSSVM变换建立的故障诊断模型对不同程度的退磁故障进行诊断。仿真结果表明:该模型可以精确地识别出微弱的退磁故障,验证了联合仿真退磁模型的正确性。     

基于SC-BP的设备故障预警研究

为实现对火炮系统健康状态监测和故障预警,满足从“故障修”向“状态修”转变的发展需求,采用拟合模型算法,建立设备标准化电流优化BP神经网络预测模型（SC-BP）,分析运行数据的内在逻辑和相关性,设计设备正常运行状态下的数据参数库,并与实时采集的设备状态数据进行比较,根据拟合优度进行辨识,通过比较设备实时数据与历史正常数据之间的相似关系来判断设备状态,并显示故障关联信息,为工作人员分析故障原因提供了参考,并对算例进行了分析验证。研究结果表明,该故障预警方法能够辨识设备性能异常状况,使维护人员能够在设备故障形成早期发现征兆,提前采取措施以避免设备故障的发生。     

多态的大功率可控硅开关功率放大器的仿真

为了满足远距离海底探测对发射信号大功率的需求,选用了一种大功率可控硅开关功率放大器。在临界换流、自然换流和强迫换流3种工作状态下,分析了该功率放大器的工作原理,并建立了等效电路模型。运用Or CAD仿真了临界换流状态时的等效电路模型;在自然换流状态和强迫换流状态下,为获得功放电流值和负载电流值,对其等效电路模型分别建立了非线性数学模型,并通过Matlab和VC++采用四阶Runge-Kutta法对非线性数学模型进行求解。以上方法能够求得该功率放大器电路在任意时刻、任意点处的电流电压值,能较客观、真实地反映电路的工作状况,对工程应用具有一定的参考价值。     

分段供电切换传感器的在线故障诊断方法

分段供电切换传感器是多段直线电机控制系统的重要部件。针对其故障检测与定位的问题,提出一种切换传感器故障的在线诊断方法。对采集的传感器信号数据进行压缩,以提高计算的效率;研究切换传感器信号根据次级运动的变化规律,定义标准信号集合;给出计算传感信号差异度的方法,作为分析信号相似程度的量化指标;将问题表示为基于有向图的搜索问题,并根据问题的特点缩小搜索的范围;由此提出搜索算法,可以根据测量的传感信号时序估计传感系统的状态变迁过程;给出故障定位流程,利用算法估计的结果,根据系统标准信号集合进行故障定位。为了说明算法与预期结果的一致性,给出3个命题并进行证明;通过实验验证了故障诊断方法的有效性。     

SCPC设备使用维护系列讲座(二) 第二讲 SCPC设备的故障判断和处理方法

本文根据SCPC设备的工作原理,分析了SCPC设备的主要信号流程和互相之间的关系。因为有些部件的工作状态是互相联系的,因此故障有时会表现在某单元上,但实际却在另一个单元上。此外该设备信道下变频器部件等对外界的变化较为敏感,容易引起设备性能下降或不能工作。在熟悉该设备原理和信号走向的基础上,本文介绍了根据我们分析和实践经验得出的常规的故障判断和处理方法。     

电气设备虚拟维修训练系统中电路实时仿真方法的研究

针对虚拟维修训练系统中电气控制线路的电路实时仿真方法进行了研究,介绍了电气虚拟维修系统中电路元件阻抗等效方法,通过综合应用节点电压法、网络拓扑结构表示等方法提出一种适用于电气设备虚拟维修系统的电气控制电路实时仿真方法。该方法首先根据模型中各功能部件之间的电网络连接关系构建网络拓扑图,由网络拓扑图生成关联矩阵;然后,根据关联矩阵及模型的参数计算各节点电压或各支路电阻,并采用虚拟万用表测量模型中任意两节点之间电压或电阻;最后,根据测量结果对故障信号进行判断,实现电气设备虚拟维修训练仿真。为了验证该方法,以海水淡化装置电气线路为仿真对象构建了海水淡化装置虚拟维修训练系统,并进行了实时仿真研究,仿真结果表明:该方法能正确有效地模拟海水淡化装置电气线路的运行工况。