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风电机组传动系统故障特征捕捉与自动诊断技术研究

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风电机组传动系统故障特征捕捉与自动诊断技术研究

作者：胡忠忠东北电力大学

学位级别：硕士

在当今环境压力日益严峻的形势下,风能作为一种无污染、可再生的新能源受到世界各国的青睐。齿轮箱与轴承作为风电机组传动系统的重要组成部件,其可靠运行与否直接影响着整个风电机组的发电性能与经济效益。目前,风电机组传动系统的诊... 详细信息

在当今环境压力日益严峻的形势下,风能作为一种无污染、可再生的新能源受到世界各国的青睐。齿轮箱与轴承作为风电机组传动系统的重要组成部件,其可靠运行与否直接影响着整个风电机组的发电性能与经济效益。目前,风电机组传动系统的诊断需要大量的专业人员参与,面对风电机群海量的监测数据,自动故障诊断研究具有重要的理论和工程意义。本文针对风电机组传动系统开展自动故障诊断研究,具体内容如下:(1)风电机组运行工况复杂多变,给基于振动分析的故障诊断带来诸多挑战,本文提出一种结合振动和同步SCADA数据的多源数据融合方法,实现机组不同运行模式下的齿轮箱故障诊断。首先,在变速恒频机组理论运行模式分析基础上,采用SCADA数据实现机组运行模式划分;其次,直接利用SCADA数据中的秒级转速信号进行阶次跟踪;通过特征阶次自动捕捉技术,实现不同运行模式下的齿轮箱故障诊断分析。结果表明,不同运行模式对特征阶次幅值产生了不同影响,基于多源数据融合的方法能够准确、稳定的提取齿轮箱故障特征,实现了全运行模式下的风电机组故障诊断。(2)轴承故障诊断主要依据其特征频率,但在实际应用中,寻找合适的解调频带和故障特征频率需要大量的时间和人力。基于此本文提出了一种基于递归变分模态分解(RVMD-AC)和包络阶次捕获的数据驱动方法,实现了不同工况下轴承的自动故障诊断。信号经RVMD自动分解后,选择无偏自相关的峭度的模态进行包络得到包络阶次谱,最后设计了一种基于阶次捕获自动搜索算法来构造轴承的故障特征向量。该方法在两个包含相同类型轴承但在不同工况下工作的试验台上进行了测试,取得了良好的轴承诊断性能。结果表明该方法对同一类型的滚动轴承在不同工况下的故障诊断具有较好的泛化能力。(3)在以上研究基础上,本文开发出基于LabVIEW的风电机组传动系统故障诊断系统,其中包括参数输入模块、数据预处理模块、故障诊断模块及图谱展示模块,在数据预处理模块中嵌入了 VMD算法,在故障诊断模块中,加入了传统的频谱分析与时频谱分析,同时也嵌入了阶次包络谱。最终实现多种图谱展示与多种方法诊断,为下一步风电机组传动系统状态监测与在线自动故障诊断的实现奠定了重要基础。

关键词：齿轮箱轴承变分模态分解包络阶次谱自动诊断

整合性神经肌肉训练对男子二级百米运动员运动表现的影响

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整合性神经肌肉训练对男子二级百米运动员运动表现的影响

作者：胡忠忠北京体育大学

学位级别：硕士

100m跑属于周期性速度力量型项目,要求运动员具备速度、力量等基本运动素质和神经-肌肉系统兴奋与抑制快速转换的能力。整合性神经肌肉训练(INT)包含基础的功能性练习、平衡协调、力量、速度灵敏和肌肉超等长训练,倾向神经对肌肉的支配... 详细信息

100m跑属于周期性速度力量型项目,要求运动员具备速度、力量等基本运动素质和神经-肌肉系统兴奋与抑制快速转换的能力。整合性神经肌肉训练(INT)包含基础的功能性练习、平衡协调、力量、速度灵敏和肌肉超等长训练,倾向神经对肌肉的支配和调度,以及本体感觉的控制与稳定。本研究期许通过系统的整合性神经肌肉训练,在提升100m跑运动员速度、力量素质和神经募集能力的同时,降低其腘绳肌拉伤和膝关节前交叉韧带损伤的风险。基于以上研究目的,本文主要采用文献资料法、实验法和数理统计法进行研究。经招募、筛选,最终确定12名北京体育大学田径专项学生,100m跑成绩均达到二级运动水平,采用抽签的方式随机分为传统训练组(TTG)、整合性神经肌肉训练组(INTG)、经颅直流电刺激整合性神经肌肉训练组(tDCSG)。对实验组(INTG和tDCSG)受试者进行8周(3次/周)的整合性神经肌肉训练,tDCSG在热身前或热身过程中进行20min、2mA的经颅直流电真刺激(tDCS),INTG在训练过程中进行10min的假刺激,对照组(TTG)按照100m跑的日常训练安排进行训练。最后对选取的反映100m跑运动表现的相关指标进行测试,采集实验数据并进行统计学分析,研究结果如下:(1)实验组在1RM自由深蹲、屈膝峰值力矩、下蹲跳相对峰值功率、反应力量指数、12s步数、30m、30-50m、100m、1RM深蹲蹲起阶段部分肌肉的RMS数值等测试指标上的提升效果非常显著(P0.05)。根据以上研究结果可以得出以下结论:(1)整合性神经肌肉训练能有效提升100m跑运动员的下肢最大力量、下肢爆发力、反应力量、绝对动作速率、位移速度及神经-肌肉系统募集能力,并能改善膝关节屈伸肌群的协同作用,使膝关节同侧拮抗肌群及异侧同名肌群的肌力更加均衡,降低下肢运动损伤的发生概率。(2)进行整合性神经肌肉训练前施加经颅直流电刺激比只进行整合性神经肌肉训练,对反应力量、绝对动作速率和H/Q比值有更显著的促进作用。(3)传统训练尽管能有效提升100m跑运动员的下肢肌肉围度和伸膝力量,但并不能有效解决下肢拮抗肌群肌力失衡问题。(4)“发展神经募集能力”为主的整合性神经肌肉训练与以“肌纤维增粗”的方式提高100m跑成绩的传统训练相比,其产生的训练效益更高。

关键词：整合性神经肌肉训练经颅直流电刺激二级运动员百米运动表现

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冬奥滑降项目竞技能力特征与制胜规律研究

北京体育大学学报 2019年第5期42卷 139-149页

作者：袁晓毅胡忠忠景磊徐庆雷北京体育大学北京100084 国家体育总局干部培训中心北京100084

雪车、钢架雪车和雪橇是冬季奥林匹克运动会正式比赛项目,共计10枚金牌,起源欧洲,兴盛于欧美,在我国处于起步并快速发展阶段。这3个项目在关键技术、竞赛场地、规则等方面存在较多共性,我们统称为'冬奥滑降项目'。通过文献资料、专家访... 详细信息

雪车、钢架雪车和雪橇是冬季奥林匹克运动会正式比赛项目,共计10枚金牌,起源欧洲,兴盛于欧美,在我国处于起步并快速发展阶段。这3个项目在关键技术、竞赛场地、规则等方面存在较多共性,我们统称为'冬奥滑降项目'。通过文献资料、专家访谈、实地调查等研究方法,结合自身执教经历,对比分析冬奥滑降项目竞技能力,探究各项竞技能力之间的关系,力促奥运备战成果最大化,为我国2022年冬奥会全面参赛,进而在雪车、钢架雪车、雪橇项目上实现国旗国歌的'飘、升、奏'。结论:1)雪车、钢架雪车和雪橇同属于冬奥滑降项目,其竞技能力主要包括'启动速度,滑行技术,心理素质'。2)通过不同形式的力量、速度等练习提升运动员的快速启动能力;通过路线记忆、模拟驾驶、视觉训练等练习来提高滑行技术。3)'体能是基础,启动和滑行是关键,人才建设与队伍运行管理是保障'构成了冬奥滑降项目的制胜因素。

关键词：冬奥滑降项目竞技能力雪车钢架雪车雪橇制胜因素

博尔特百米跑技术变化对比赛成绩影响的研究——以2009年和2017年世界田径锦标赛为例

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北京体育大学学报 2021年第2期44卷 71-79页

作者：袁晓毅胡忠忠苑廷刚武文强北京体育大学中国田径运动学院北京100084 国家体育总局体育科学研究所北京100061

目的:采用视频解析法获取百米世界纪录保持者尤塞恩·博尔特2009年柏林世锦赛和2017年伦敦世锦赛2次比赛的部分运动学参数并进行分析,旨在探究其成绩下降的主要原因,利于更加深入地探究博尔特过人的专项能力与100 m跑制胜因素。结果:相... 详细信息

目的:采用视频解析法获取百米世界纪录保持者尤塞恩·博尔特2009年柏林世锦赛和2017年伦敦世锦赛2次比赛的部分运动学参数并进行分析,旨在探究其成绩下降的主要原因,利于更加深入地探究博尔特过人的专项能力与100 m跑制胜因素。结果:相较于2009年柏林世锦赛,博尔特在2017年伦敦世锦赛100 m决赛中,起跑反应慢了0.037 s,蹬离起跑器的峰值功率下降了99.59 W,加速度减少了1.06 m/s^(2),步频下降了0.16 Hz,步长增加了0.03 m,最高速度降低了0.50 m/s,冲刺跑速度下降了0.81 m/s。结论:1)博尔特因起跑反应慢和蹬离起跑器的峰值功率下降,出现提早加速,导致加速距离缩短;2)博尔特步长增加之利小于步频缩短之弊,导致最高速度的下降;3)博尔特呼吸节奏紊乱和过早做出"压肩"动作,导致冲刺速度下降。

关键词：博尔特百米技术特征田径世锦赛

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单板滑雪

青少年体育 2019年第4期 23-25页

作者：胡忠忠袁晓毅景磊金坚北京体育大学研究生院北京100084

单板滑雪是一项以滑雪板为工具,在规定的坡状线路上快速回转滑降;在特设的“U”型场地内或从一定高度的跳台上凭借滑坡起跳,在空中完成各种高难动作;在设有各种不同障碍的赛道上竞速、飞行、跳跃、翻腾的雪上竞技项目。1历史起源1.1项... 详细信息

单板滑雪是一项以滑雪板为工具,在规定的坡状线路上快速回转滑降;在特设的“U”型场地内或从一定高度的跳台上凭借滑坡起跳,在空中完成各种高难动作;在设有各种不同障碍的赛道上竞速、飞行、跳跃、翻腾的雪上竞技项目。1历史起源1.1项目起源与发展20世纪60年代,美国密歇根州,工程师Sherman Poppen在教女儿练习滑雪的过程中,把2只滑板捆在一起,做成滑雪板,称为“snurfers”(冲雪者),这是单板滑雪的雏形。

关键词：单板滑雪历史起源高难动作竞技项目 60年代 20世纪密歇根州滑雪板

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越野滑雪

青少年体育 2019年第3期 21-23页

作者：景磊袁晓毅胡忠忠金坚北京体育大学北京100084

越野滑雪指运动员借助滑雪工具,运用滑雪基本技术沿规定赛道滑行一定距离的雪上竞速运动,又名北欧滑雪,也称“雪上马拉松”。越野滑雪包括个人赛和团体赛2种。1历史与发展1.1项目起源越野滑雪最早可追溯到公元前3000年,起源于欧洲北部... 详细信息

越野滑雪指运动员借助滑雪工具,运用滑雪基本技术沿规定赛道滑行一定距离的雪上竞速运动,又名北欧滑雪,也称“雪上马拉松”。越野滑雪包括个人赛和团体赛2种。1历史与发展1.1项目起源越野滑雪最早可追溯到公元前3000年,起源于欧洲北部的挪威,最初是作为交通工具出现,19世纪中叶,挪威人首先将滑雪纳入到体育课程之中。

关键词：越野滑雪 19世纪中叶交通工具体育课程运动员马拉松团体赛个人赛

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奥运会田径项目洲际竞技特征及演变趋势研究

奥运会田径项目洲际竞技特征及演变趋势研究

同期力量和耐力训练对无训练经历人群的下肢肌肉力量的影响研究

第十三届全国体育科学大会

作者：胡忠忠黄可可黄浩郑占飞温州医科大学

奥运会作为世界规模最大的综合性运动会,至今已举办32届,其中超200个国家或地区的约3万名运动员参加过田径项目的角逐。奥运会由国际奥林匹克委员会成员国每4年轮流举办,是一个不断变化与演进的竞争系统。竞技体育实力区域演变是国家参... 详细信息

奥运会作为世界规模最大的综合性运动会,至今已举办32届,其中超200个国家或地区的约3万名运动员参加过田径项目的角逐。奥运会由国际奥林匹克委员会成员国每4年轮流举办,是一个不断变化与演进的竞争系统。竞技体育实力区域演变是国家参与体育竞争来展现实力的结果,存在一定的历史客观必然性。不同国家竞技体育实力受多种因素影响产生个体差异,因此,竞技实力分布不是亘古不变的,而是动态发展的。研究目的:田径作为最早入奥和金牌数最多的项目,梳理百余年奥运历程的同时分析其竞技实力分布态势及演变规律,并针对不同大洲的发展情况和竞技水平提出相应的发展策略,对各大洲未来体育建设具有重大战略意义。研究方法:经济学领域中的波士顿矩阵法因直观的分类、清晰易懂的结果和高效的评估方式,成为当今世界最流行的行业竞争情报分析方法之一。金牌、奖牌榜作为衡量地域及国家竞技体育实力的评价指标,两者可靠性系数为0.986。金牌数主要反映各国顶尖水平运动员的数量,倾向于"质";奖牌数则反映各参赛国的整体竞技实力和基础厚度,侧重于"量"。本研究借鉴田麦久等学者的奥运奖牌计分方法,对金、银、铜牌分别赋予5、3、2的分值,统计奥运会各国或地区的奖牌总分,最后以洲为单位进行汇总(中美洲国家划分至北美洲,不包含南极洲),对奖牌进行量化统分,再计算不同洲的奖牌占有率(α)和奖牌增长率(β)。最后,将各大洲的奖牌占有率和增长率的平均值作为原点,结合两者在矩阵图中的位置关系,可划分为"占增双高","高占低增","低占高增"和"占增双低"4种竞技实力分布态势。研究结果:1)洲际间的竞技实力分布态势从第1阶段严重的两极分化到如今逐渐趋稳的"倒金字塔",是符合万物发展规律的动态变迁过程。欧洲和北美洲都是从"占增双高"转变到"高占低增",表明已经达到饱和状态;非洲从"占增双低"加入到"高占低增"行列,是进步最大的洲;亚洲属于"低占高增-占增双低-低占高增"的"V"发展;大洋洲依旧任重道远,表现为"倒V"态势;南美洲举步维艰,缺乏奖牌竞争力;2)随着肯尼亚和埃塞俄比亚的全面崛起,美国的停滞不前,俄罗斯的节节败退,牙买加的兴衰难料,欧、北美、非洲领衔的第一集团分化局势加重,但又表现出十分稳健的内部消化能力。各大洲既想法设法巩固自身优势项目,但重点项目又交叉重叠,通过良性竞争,构筑坚固外墙,将剩余3大洲"拒之门外"。亚洲、南美洲和大洋洲在个别项目上出现"星星之火",但很难形成"燎原之势"。21世纪后,田径参赛国家数保持在200个左右,获得金牌国家数与奖牌国家数之比在1:1.5上下浮动,未来整体竞技格局趋向于欧、北美、非3大洲掌控下的稳定动态平衡周期;3)奥运会参赛国家和地区数量的上升在一定比例上挤压了北美洲、欧洲的奖牌占有率,但这2洲仍遥遥领先。目前而言,欧洲和北美洲可开发和突破的潜优势项目寥寥无几,互争雄长下更强调金牌的争夺,扩大金牌占有率成为其首要目标。非洲凭借基因和地理环境优势在中长跑领域处于"可望不可及"的地位,与此同时,在其他项目上也有大放异彩之时,如尼日利亚的短跑、肯尼亚的标枪、喀麦隆的三级跳远,但都没有变为优势趋稳项目。非洲国家的经济水平落后、科技实力不足和体育社会化程度低,是阻碍其成为体育强国的主要因素。大洋洲的国家和人口数少,运动选材的局限性大。陆地面积小、四周被大洋包绕的地理位置,使大洋洲更偏爱游泳运动,某种程度上挤压了田径运动的发展空间。南美洲是足球大洲,政府更加重视对足球项目的资金投入、赛事运作和人才培养,应该加强田径项目普及度和后备人才梯度建设,以解燃眉之急。针对现有的精英运动员,南美洲应采用"科技助力、科学训练"手段,尽可能延长运动员的竞技寿命。研究结论:欧洲和北美洲已经达到饱和状态,非洲进步最快,亚洲在经历了40年的低谷期后重振旗鼓,大洋洲依旧任重道远,南美洲举步维艰。世界田径运动已达到"强者更强、弱者恒弱、强弱明显"的"收敛"状态,未来整体竞技格局趋向于欧、北美、非3大洲掌控下的稳定动态平衡周期。不同大洲应结合自身现阶段的发展和竞技实力来制定未来目标和策略。欧洲、北美洲的主要目标是扩大金牌占有率;非洲和亚洲应在维持金牌和奖牌占有率的基础上尽可能取得突破;大洋洲和南美洲应全力投身于提升奖牌占有率。

关键词：夏季奥运会田径洲际竞技特征分布态势

来源： cnki会议评论

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同期力量和耐力训练对无训练经历人群的下肢肌肉力量的影响研究

新入伍消防兵FMS得分与体能测评指标的相关性分析

第十三届全国体育科学大会

作者：郑占飞徐策胡忠忠段常源

研究方法:体能是人体身体形态、器官功能和运动素质综合表现出来的运动能力,同时也是运动员竞技能力的重要组成部分。运动素质作为体能的外在表现,包含了力量、速度、耐力、灵敏、柔韧和协调六大身体素质。研究发现,不同类型的素质训练... 详细信息

研究方法:体能是人体身体形态、器官功能和运动素质综合表现出来的运动能力,同时也是运动员竞技能力的重要组成部分。运动素质作为体能的外在表现,包含了力量、速度、耐力、灵敏、柔韧和协调六大身体素质。研究发现,不同类型的素质训练对人体质构性和生物功能影响不同,而力量与耐力素质作为身体素质的重要组成部分,对运动表现的影响不言而喻。研究表明,长期力量训练可以提高肌纤维神经募集能力,诱导肌纤维产生适应性肥大,增加肌肉力量的同时减少肌肉线粒体密度和数量。有氧耐力训练可以诱导外周适应,增加肌糖原的储备、毛细血管和线粒体的密度以及氧化酶的活性,此外低中等强度有氧训练,可以使肺扩散、增加血红蛋白的亲和性以及血容量和心输出量。然而,长期独立的力量或耐力训练需要较长训练周期才能得到良好的收益并且训练重复性较高,而这些因素对于没有训练经历的人群可能并不有利于提高其训练的积极性。因此,分离式长期力量或耐力训练可能并不是最佳选择。为在短期内提升肌肉的力量与耐力,同期训练开始进入到人们视野。同期训练(Concurrent Training,CT),是指将力量素质与耐力素质训练安排在相同训练时期的一种训练方法。研究发现,相对于单独力量或耐力训练,同期训练能够将力量维持在特定水平的同时发展耐力和其他运动素质。但通过对专业运动员的研究发现,经过长期的力量与耐力同期训练后,运动员有氧耐力虽有较大提升,但其肌肉力量(最大力量和爆发力)有所下降,即产生了力量与耐力素质提升不兼容的现象。这种不兼容现象的可能是由于力量训练产生的mTORC1复合物信号通路与耐力训练产生的5'-磷酸腺苷激活的蛋白激酶(5'-AMP activated protein kinase, AMPK)、氧化型Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKII)信号通路互相干扰导致的。然而,这种互相干扰的现象是否受到例如组内练习顺序、力量与耐力之间的间隔、耐力与耐力训练的强度与量以及训练方式等训练学参数影响还有待探讨。随着研究不断深入,同期训练在康复、儿童青少年和老年人等不同人群中逐渐得到运用,并得到良好的效果。例如Cadore等人对老年人群体的研究发现,中等强度的力量和中等强度的耐力组合训练是对抗老龄化机体功能衰退过程,提高神经肌肉和心肺功能的最佳训练方式。Garcia等人对12项研究数据进行Meta分析,结果显示,同期力量与耐力训练在儿童青少年控制体重、降低心脏疾病和代谢性疾病风险方面要比单纯有氧训练效果更好。然而,这种训练方案在没有训练经历的男性成年人上是否会与上述人群产生相同的训练收益还有待研究。因此,本研究的目的是探究同期力量与耐力训练对无训练经历男性下肢肌肉力量的影响,从而为大众健身提供一种科学、高效的训练手段,并为后续研究提供进一步的理论支持。研究目的:探究同期力量与耐力训练对无训练经历男性下肢肌肉力量的影响。研究方法:本研究采用随机对照实验设计,招募30名无训练经历的男性受试者进行为期10周的训练干预,受试者通过随机分组完成以下三种干预:(1)单独抗阻训练组(S),70%1RM负荷下肢伸肌力量训练,重复次数12次,完成4组,组间间歇3分钟,每周训练2次;(2)单独有氧耐力训练组(E),70%最大心率(HRmax)功率自行车骑行训练20分钟,每周训练2次;(3)力量与耐力同期训练组(SE),训练方案与S、E组相同,每周分别2+2次训练。采用皮尺测量右侧大腿干预前后肌肉横断面积,运用Cybex-6000型等速测试系统、Noraxon Ultium EMG无线表面肌电仪分别采集右侧膝关节干预前后的伸肌最大离心力量(N)、力量发展速率RFD(N/s)和股内侧肌积分肌电值IEMG(μV·s)数值。本研究采用重复测量方差分析(Two-way ANOVA),对比各指标组内外差异,实验数据使用GraphPad Prism 9.3.0进行处理,统计结果采用均值±标准差(Mean±SD)表示。显著性水平定为p0.5为大效果量。研究结果:(1)单独抗阻训练组经过10周干预后,右侧膝关节最大离心力量(877±119N,△%=24±9%,ES=1.4)、RFD(11037±3133N/s,△%=34±25%,ES=1.0)、大腿围度(58.6±3.1cm,△%=6±5%,ES=0.5)和股内侧肌IEMG(57.7±7.9μV·s,△%=27±15%, ES=0.8)呈显著性升高(p0.0

关键词：同期训练力量训练耐力训练爆发力

来源： cnki会议评论

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新入伍消防兵FMS得分与体能测评指标的相关性分析