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一种用于故障诊断的定常线性系统的建模方法

Chinese Journal of Aeronautics 2005年第3期18卷 242-249页

作者：崔明山王少萍焦宗夏 School of Automation Science and Electrical Engineering Beijing University of Aeronautics and Astronautics Beijing 100083 China

提出了以系统脉冲响应序列作为闭环系统模型的建模方法,并且给出了这种建模方法的计算方法以及模型输出的计算方法。这种闭环系统建模方法保留了脉冲响应序列中的高频成分,避免了从脉冲响应序列向传递函数变换过程中丢失脉冲响应函数高... 详细信息

提出了以系统脉冲响应序列作为闭环系统模型的建模方法,并且给出了这种建模方法的计算方法以及模型输出的计算方法。这种闭环系统建模方法保留了脉冲响应序列中的高频成分,避免了从脉冲响应序列向传递函数变换过程中丢失脉冲响应函数高频信息的缺点;同时,也避免了神经网络每次学习结果获得的网络模型不确定的缺点。采用该方法建立的闭环系统模型精度非常高并且可以应用在故障诊断的系统中。文章最后以数值仿真和实际带随机干扰的系统为例,证明该方法是有效的。

关键词：闭环系统建模卷积时域模型故障诊断液压负载模拟器

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轮爪式探测车Rabbit的运动性能分析

北京航空航天大学学报 2013年第3期39卷 401-405页

作者：岳荣刚宋凌珺王少萍中国空间技术研究院载人航天总体部北京100094 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为了提高机器人的越障能力,设计了一种新型探测车Rabbit,该车装有4个轮爪式车轮.介绍了轮爪式车轮的原理,以及Rabbit样机移动系统和控制系统的设计,并通过实验对其进行了运动性能分析.结果表明:Rabbit可以在各种地形中自如运动,如台阶... 详细信息

为了提高机器人的越障能力,设计了一种新型探测车Rabbit,该车装有4个轮爪式车轮.介绍了轮爪式车轮的原理,以及Rabbit样机移动系统和控制系统的设计,并通过实验对其进行了运动性能分析.结果表明:Rabbit可以在各种地形中自如运动,如台阶路面、斜坡路面、多障碍路面和月球模拟土壤中等.Rabbit还可以越过高度为车轮半径1.4倍的台阶,并能越过斜度为40°的斜坡,性能优于普通圆形车轮.该轮爪式探测车适用于行星探测或野外探测.

关键词：轮爪探测车机器人越障

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航空液压泵柱塞游隙增大故障诊断

北京航空航天大学学报 2010年第3期36卷 261-264页

作者：赵四军王少萍尚耀星北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

柱塞游隙增大是航空液压泵典型的渐进性故障之一,其故障特征模糊,样本有限,故障数据充满噪声,对其进行精确的故障诊断十分困难,因此提出了一种基于简约支持向量机的故障诊断方法.利用粗糙集对故障特征变量进行简约,去除冗余信息,在保证... 详细信息

柱塞游隙增大是航空液压泵典型的渐进性故障之一,其故障特征模糊,样本有限,故障数据充满噪声,对其进行精确的故障诊断十分困难,因此提出了一种基于简约支持向量机的故障诊断方法.利用粗糙集对故障特征变量进行简约,去除冗余信息,在保证分类质量不变的前提下寻求覆盖系统故障特征的最小属性集合;将简约后的数据样本用来训练支持向量机进行故障分类.使用训练完成后的简约支持向量机进行故障诊断的实验结果表明,此种诊断方法适合于航空液压泵柱塞游隙增大的高精度故障诊断.

关键词：简约支持向量机粗糙集故障诊断航空液压泵柱塞游隙增大

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液压泵信息融合故障诊断

中国机械工程 2005年第4期16卷 327-331页

作者：王少萍苑中魁杨光琴北京航空航天大学北京100083

针对液压泵故障特征的分散性和模糊性,提出基于振动和压力传感器的信息融合故障诊断方法。在充分分析液压泵球头松动故障机理的基础上,对振动信号和压力信号进行小波消噪处理,有效提取球头松动的故障特征。将不同类型特征参数进行特征... 详细信息

针对液压泵故障特征的分散性和模糊性,提出基于振动和压力传感器的信息融合故障诊断方法。在充分分析液压泵球头松动故障机理的基础上,对振动信号和压力信号进行小波消噪处理,有效提取球头松动的故障特征。将不同类型特征参数进行特征层融合,利用主成分分析和改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。试验表明,基于不同类型传感器信息融合故障诊断方法可以有效地实现液压泵微弱故障的诊断。

关键词：故障诊断信息融合液压泵主成分分析小波分析

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齿轮故障演化的非线性动力学机理与实验研究

机械传动 2015年第2期39卷 19-24,54页

作者：苏勋文王少萍北京林业大学工学院北京100083 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

由于齿轮传动存在间隙、摩擦以及时变刚度,其动力学特性具有强烈的非线性。当齿轮发生故障时,如点蚀、剥落以及断齿,振动信号往往伴随有超谐波、次谐波等非线性特征,给齿轮故障诊断带来一定困难,因此有必要研究齿轮不同故障程度时的非... 详细信息

由于齿轮传动存在间隙、摩擦以及时变刚度,其动力学特性具有强烈的非线性。当齿轮发生故障时,如点蚀、剥落以及断齿,振动信号往往伴随有超谐波、次谐波等非线性特征,给齿轮故障诊断带来一定困难,因此有必要研究齿轮不同故障程度时的非线性振动机理。通过应用傅里叶级数来描述齿轮时变刚度,一定程度上避免了分段函数刚度突变问题;通过引入齿轮故障程度因子来描述齿轮故障程度,建立了齿轮故障程度的非线性动力学模型;并搭建齿轮故障演化实验台进行相关实验。仿真和实验结果表明,在一定摩擦因数以及转速时,齿轮非线性振动与转速以及齿面摩擦因数有关,与故障程度没有直接关系。

关键词：齿轮非线性动力学故障演化故障诊断

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高可靠三余度数字式作动器控制器设计与实现

北京航空航天大学学报 2006年第5期32卷 548-552页

作者：靳红涛焦宗夏王少萍韩鹏霄北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 公安部第一研究所北京100083

对作动器控制器进行了三余度配置,介绍了冗余作动器控制器的结构、余度配置以及余度管理.结合数字式伺服作动系统的结构特点,提出了一种借助通道内控制器互监测实现通道内自监测的方法.借助比较监控、传感器自监控、通道内自监控等其它... 详细信息

对作动器控制器进行了三余度配置,介绍了冗余作动器控制器的结构、余度配置以及余度管理.结合数字式伺服作动系统的结构特点,提出了一种借助通道内控制器互监测实现通道内自监测的方法.借助比较监控、传感器自监控、通道内自监控等其它监控方法,对三余度数字式系统有效地实现了二次故障工作、三次故障安全.和其他冗余方案相比结构更简单、基本可靠性更高.基于高速数字处理器和CAN(ControllerAreaNetwork)总线开发了三余度数字式伺服作动器控制器.基于马尔可夫模型,考虑系统一次故障覆盖率、二次故障覆盖率对控制器可靠性进行了分析,该三余度控制器具有很高的可靠性.

关键词：余度可靠性数字控制系统 CCDL 马尔可夫模型

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飞机液压泵源预测与健康管理系统

北京航空航天大学学报 2010年第1期36卷 14-17页

作者：赵四军王少萍尚耀星北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对飞机液压泵源系统高可靠性和维修保障性要求,根据液压泵源系统故障特点提出了飞机液压泵源预测与健康管理系统的体系结构总体方案,描述了泵源预测与健康管理系统体系结构各层的功能,并对机载液压泵源健康监测系统和地面维护管理系... 详细信息

针对飞机液压泵源系统高可靠性和维修保障性要求,根据液压泵源系统故障特点提出了飞机液压泵源预测与健康管理系统的体系结构总体方案,描述了泵源预测与健康管理系统体系结构各层的功能,并对机载液压泵源健康监测系统和地面维护管理系统关键技术进行了研究.基于数字信号处理器设计了机载液压泵源健康监测系统和地面维护管理数据库,给出了鲁棒、快速和智能的故障诊断算法,为典型液压泵源系统故障预测和后勤保障提供了有效的方法,实现了液压泵源系统预测与健康管理的功能.

关键词：预测与健康管理液压泵源系统体系结构故障预测

基于GRNN网络和遗传算法的旋翼动平衡调整

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北京航空航天大学学报 2008年第5期34卷 507-511页

作者：刘红梅王少萍欧阳平超北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对传统旋翼调整方法没有考虑调整参数与振动信号之间的非线性关系,提出一种结合广义回归神经网络GRNN(General Regression Neural Network)和遗传算法的旋翼调整方法,采用GRNN建立旋翼动平衡调整模型,以桨叶调整参数作为GRNN输入,以... 详细信息

针对传统旋翼调整方法没有考虑调整参数与振动信号之间的非线性关系,提出一种结合广义回归神经网络GRNN(General Regression Neural Network)和遗传算法的旋翼调整方法,采用GRNN建立旋翼动平衡调整模型,以桨叶调整参数作为GRNN输入,以旋翼转轴3个方向的加速度测量值和机身3个方向加速度测量值作为网络输出,建立调整参数与直升机振动信号之间的模型.以直升机振动作为目标函数,采用改进的遗传算法对桨叶调整参数进行寻优,获得直升机振动最小时的桨叶的调整量.飞行实验表明,通过1到2次飞行调整,可使3个方向机身振动(旋翼的一阶振动)为最小,完成旋翼的动平衡调整.

关键词：旋翼动平衡广义回归神经网络(GRNN) 遗传算法优化

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基于云平台的高并发WebGIS系统研究

基于云平台的高并发WebGIS系统研究

作者：王少萍中国科学技术大学

学位级别：硕士

近年来Internet的快速发展和GIS(Geographic Information System)的广泛应用推动了WebGIS的诞生。随着WebGIS在车载导航、移动位置服务、现代物流产业等领域的不断普及,系统面临大用户群高并发访问的情况越来越多。传统的WebGIS架构无... 详细信息

近年来Internet的快速发展和GIS(Geographic Information System)的广泛应用推动了WebGIS的诞生。随着WebGIS在车载导航、移动位置服务、现代物流产业等领域的不断普及,系统面临大用户群高并发访问的情况越来越多。传统的WebGIS架构无法支撑庞大的数据访问和处理,导致服务性能下降,表现为响应时间变长、请求丢失甚至出现拒绝服务的现象。针对上述问题,本文提出了一种基于云平台的WebGIS服务器系统架构,系统从负载均衡、数据缓存和数据库集群三个方面缓解WebGIS高并发访问瓶颈,这对于地理信息共享、GIS社会化有着重要意义。本文主要工作如下：(1)在分析传统WebGIS架构缺陷基础上选定云平台为WebGIS服务器提供弹性计算和存储资源。WebGIS由于其计算密集和数据密集特点适合云平台应用。云平台在并行计算、负载均衡等方面表现良好,具有可快速弹性扩展应用、抵御攻击、易于部署管理等优点。系统选择开源OpenStack平台搭建,SnowFlock API帮助云平台实现虚拟机的快速复制功能。(2)提出基于剩余负载的动态负载均衡算法。系统选择轻量高效的Nginx作为软件负载均衡器,负载均衡算法依据后端应用服务器状态计算剩余负载作为权重衡量,并随机选择一个权重较大的服务器中分发请求。该算法降低了服务器状态收集过程中信息延迟带来的影响。实验结果表明基于剩余负载的均衡算法在高并发时性能优于Nginx自带的轮询和最少连接策略。(3)设计缓存机制。系统选用内存数据库作为缓存存储介质,session缓存避免重复的客户端身份验证。本文另外设计了一套缓存层与空间数据库交互的读写机制,算法依据局部性访问原理将数据库中频繁访问的地理信息写入缓存中。缓存机制最好的情况下将WebGIS服务响应时间缩短了48%左右。(4)采用数据库集群缓解I/O瓶颈。数据库集群能够有效解决单个数据库应对高并发时的I/O瓶颈。PostgreSQL PostGIS因跨平台、高可用、高性能等优势被选为系统空间数据存储系统。文中对PostgreSQL进行了参数优化,并使用pgpool-Ⅱ作为数据库集群和客户端的中间件。本文采用开源服务器端软件GeoServer作为WebGIS系统应用场景,并对软件发布的WMS(Web Map Service)访问进行压力测试。实验结果表明基于云平台的WebGIS系统相对于单节点物理服务器能够更有效地应对高并发访问。集群节点数越多能处理的并发量上限越大。随着集群规模增加,云平台WebGIS系统获得了良好的加速比。本文提出的云平台WebGIS架构能够有效提升系统的高并发访问性能,具有广泛的应用前景。

关键词：云平台高并发网络地理信息系统负载均衡缓存数据库集群性能