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基于分块多向主成分分析的翻车机液压系统故障诊断

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中国机械工程 2018年第8期29卷 958-964页

作者：鄂东辰张立杰燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

采用基于物理模型和统计模型的方法对翻车机液压系统故障进行监测。根据翻车机液压系统各阶段的工作机理将监测变量分块,使每一块中的变量间因果关系更加明确,再对各块分别建立多向主成分分析(MPCA)监测模型。将分块MPCA模型和全变量MPC... 详细信息

采用基于物理模型和统计模型的方法对翻车机液压系统故障进行监测。根据翻车机液压系统各阶段的工作机理将监测变量分块,使每一块中的变量间因果关系更加明确,再对各块分别建立多向主成分分析(MPCA)监测模型。将分块MPCA模型和全变量MPCA模型应用于压车缸泄漏故障的监测,结果表明分块MPCA模型对微小泄漏更加敏感,具有较高的故障识别率。

关键词：物理模型多向主成分分析分块故障监测翻车机液压系统

基于自适应MPCA的翻车机液压系统状态监测与故障诊断

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振动与冲击 2018年第8期37卷 245-250,256页

作者：张立杰鄂东辰燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004

由于翻车机液压系统故障频发,严重影响生产,对其进行状态监测与故障诊断具有重要的实际意义。根据翻车机工作过程具有间歇性和时变性的特点,采用自适应多向主成分分析(MPCA)对其进行状态监测与故障诊断。应用加权递归算法自适应更新协... 详细信息

由于翻车机液压系统故障频发,严重影响生产,对其进行状态监测与故障诊断具有重要的实际意义。根据翻车机工作过程具有间歇性和时变性的特点,采用自适应多向主成分分析(MPCA)对其进行状态监测与故障诊断。应用加权递归算法自适应更新协方差矩阵,并通过权值调整新数据对最终模型参数的影响。针对Q贡献率不能反映各过程变量偏离正常范围的程度,导致故障定位不准。采用主成分t贡献率进行故障定位,其直接揭示了过程变量的变化程度。根据翻车机在线监测系统的运行情况证明自适应MPCA方法可以准确及时的发现故障,基于t贡献率的故障定位方法准确率可以达到90%。

关键词：自适应多向主成分分析状态监测主成分贡献率故障诊断

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四线切分轧制的数值模拟

钢铁 2013年第8期48卷 45-49页

作者：鄂东辰王海儒宝钢苏冶重工有限公司江苏苏州215151 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成2根或2根以上独立分支的新工艺。采用有限元软件Deform 6.1模拟出应用四线切分轧制工艺生产直径为14mm螺纹钢筋的预切分道次和切分道次的轧制过程,计算出相... 详细信息

切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成2根或2根以上独立分支的新工艺。采用有限元软件Deform 6.1模拟出应用四线切分轧制工艺生产直径为14mm螺纹钢筋的预切分道次和切分道次的轧制过程,计算出相应特殊孔型下的轧制力,并且将用有限元方法计算的结果与现场实测相比较,两者相差10%左右,满足生产实际要求。模拟仿真了轧件在四线切分导卫中的切分过程,得出2对切分轮的各方向受力曲线。

关键词：切分轧制切分导卫有限元法

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电液位置伺服系统的自适应抗饱和控制

机床与液压 2022年第22期50卷 48-53页

作者：鄂东辰路时雨刘超强蔡玉强张立杰华北理工大学机械工程学院河北唐山063210 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

针对电液位置伺服系统的不确定性与输入饱和问题,提出自适应抗饱和控制策略。建立阀控缸系统的数学模型;在基于反步法的设计框架下,将输入饱和导致的跟踪误差加入到李亚普诺夫函数当中,并根据该李亚普诺夫函数设计控制器。通过使李亚普... 详细信息

针对电液位置伺服系统的不确定性与输入饱和问题,提出自适应抗饱和控制策略。建立阀控缸系统的数学模型;在基于反步法的设计框架下,将输入饱和导致的跟踪误差加入到李亚普诺夫函数当中,并根据该李亚普诺夫函数设计控制器。通过使李亚普诺夫函数渐近稳定,使得系统跟踪误差收敛于零。针对系统模型中的不确定参数,通过自适应算法对其进行迭代更新,以保证控制器的有效性。以跟踪误差最小为目标函数,采用粒子群搜索算法优化控制器的4个参数。结果表明:加入抗饱和时的控制信号比未考虑输入饱和时的控制信号的幅值明显减小,消除了输入饱和现象;在参数不确定和输入饱和情况下液压缸活塞的最大跟踪误差仅为5.8×10^(-6)mm,相对无抗饱和算法时的跟踪误差有了大幅减小。

关键词：鲁棒控制李亚普诺夫稳定性理论自适应抗饱和控制粒子群优化电液位置伺服系统

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多线切分轧制技术的研究

多线切分轧制技术的研究

作者：鄂东辰燕山大学

学位级别：硕士

切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成两根或两根以上独立分支的新工艺。该工艺具有节能降耗,大幅度提高生产效率等优点,受到广泛关注。然而由于切分轧制工艺的复杂性,对切分轧制理论及切分设备... 详细信息

切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成两根或两根以上独立分支的新工艺。该工艺具有节能降耗,大幅度提高生产效率等优点,受到广泛关注。然而由于切分轧制工艺的复杂性,对切分轧制理论及切分设备的研究却远远滞后于工业应用,因此对切分轧制理论进行深入研究,合理设计切分设备,是促进切分轧制技术深入发展的必要手段。本文基于某钢厂应用四线切分轧制技术生产螺纹钢筋的实际工况,利用有限元软件,重点研究了预切分、切分道次和切分导卫中轧制过程中轧辊受力及轧件金属流动特点。本文首次应用有限元软件Deform对四线切分轧制轧件在切分导卫中的切分进行数值模拟,得出从咬入到稳定切分阶段切分轮各方向受力曲线。并且利用裂纹扩展力与切分轮横向受力为作用力和反作用力的关系对模拟结果进行理论验证。应用Marc有限元软件采集了四线切分轧制预切分和切分道次咬入阶段轧制力上升曲线,通过比较描述了它们各自的特点并分析其原因。分别应用理论公式和有限元方法计算出预切分和切分道次轧件前滑和宽展值。在研究了预切分孔型关键尺寸影响因素的基础上,建立两辊切分楔尖距离与谷底距离之间的联系。并且用楔尖距离这一基本变量推导出预切分孔型面积的实用计算公式。本文主要应用有限元方法结合一定的理论验证对切分轧制进行了较为深入的研究。得出的力学参数将直接指导切分导卫与轧辊的设计。

关键词：切分轧制切分导卫有限元法轧制力螺纹钢筋

基于改进自适应高阶滑模的液压缸位移跟踪控制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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机床与液压 2023年第23期51卷 144-149页

作者：路时雨鄂东辰董兴华刘超强蔡玉强董小雷华北理工大学机械工程学院河北唐山063210 唐山工业职业技术学院河北唐山063299

电液伺服系统具有高度非线性、模型参数不确定等特点,给液压缸位移跟踪控制造成了困难。高阶滑模是一种变结构非线性控制方法,它可以实现系统的鲁棒控制,同时抑制系统的抖动,非常适用于电液伺服系统的控制。但高阶滑模也存在控制器的参... 详细信息

电液伺服系统具有高度非线性、模型参数不确定等特点,给液压缸位移跟踪控制造成了困难。高阶滑模是一种变结构非线性控制方法,它可以实现系统的鲁棒控制,同时抑制系统的抖动,非常适用于电液伺服系统的控制。但高阶滑模也存在控制器的参数难以设置、系统响应速度慢的问题。对此,提出在自适应高阶滑模的基础上加入比例反馈的复合控制策略。针对高阶滑模的控制参数难以设置的问题,提出基于时滞控制理论的参数自适应调整算法,既保证了系统稳定又降低了控制信号的抖动幅值。在自适高阶滑模的基础上加入比例控制以提高系统的响应速度。建立了电液伺服系统的仿真模型,仿真结果表明:自适应高阶滑模使控制信号的振幅进一步减小,有效抑制了液压缸的抖动;加入比例控制之后,系统的响应速度大幅提升,位移跟踪误差也显著减小。

关键词：自适应高阶滑模控制比例控制位移跟踪控制液压系统

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一种翻车机液压系统故障诊断规则提取

机床与液压 2017年第17期45卷 185-188页

作者：张立杰鄂东辰刘小平燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

针对在少故障样本情况下,建立状态识别决策表时数据离散化的阈值难以确定的问题,提出了将系统正常工作时状态参数变化区间的边界值作为状态参数离散化阈值来建立液压系统故障识别决策表,以此处理某型翻车机液压系统故障识别问题。应用... 详细信息

针对在少故障样本情况下,建立状态识别决策表时数据离散化的阈值难以确定的问题,提出了将系统正常工作时状态参数变化区间的边界值作为状态参数离散化阈值来建立液压系统故障识别决策表,以此处理某型翻车机液压系统故障识别问题。应用粗糙集理论对建立的决策表进行属性约简,得到系统故障诊断的简化规则,并将这些规则存入故障诊断专家系统的知识库中用于系统故障识别。专家系统的现场诊断结果表明,应用该方法提取的故障诊断规则具有较高的鲁棒性。

关键词：故障诊断规则提取决策表粗糙集

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基于BP神经网络的翻车机液压系统故障诊断

液压与气动 2016年第8期40卷 68-73页

作者：刘小平鄂东辰高强张立杰燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004

为了快速诊断出翻车机液压系统故障产生的位置以及故障原因,提出了一种基于BP神经网络算法的翻车机液压系统故障诊断方法,在此基础上提出了大型液压系统故障诊断分块建模的原则。利用某公司C型转子式翻车机故障数据样本建立了整体、分... 详细信息

为了快速诊断出翻车机液压系统故障产生的位置以及故障原因,提出了一种基于BP神经网络算法的翻车机液压系统故障诊断方法,在此基础上提出了大型液压系统故障诊断分块建模的原则。利用某公司C型转子式翻车机故障数据样本建立了整体、分块故障诊断BP神经网络模型,对比实验数据分析表明,采用分块建模原则建立的BP神经网络故障诊断模型对翻车机液压系统故障具有较高识别精度,对提高翻车机液压系统状态监测与故障诊断能力有较大实用价值和工程意义。

关键词：翻车机故障诊断人工神经网络液压系统

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正负故障子空间矩阵的故障辨识方法研究

机床与液压 2020年第24期48卷 265-274页

作者：鄂东辰张立杰王宝中郑直华北理工大学河北唐山063210 河北农业大学河北保定071001 惠达卫浴股份有限公司河北唐山063000

故障子空间矩阵是基于主元分析故障辨识的常用方法。但常规的故障子空间矩阵仅能描述当故障发生时哪些变量偏离了它们的正常值。当两种故障类型具有相同的故障变量时,故障子空间矩阵不能将它们区分。为了进一步提高故障子空间矩阵的辨... 详细信息

故障子空间矩阵是基于主元分析故障辨识的常用方法。但常规的故障子空间矩阵仅能描述当故障发生时哪些变量偏离了它们的正常值。当两种故障类型具有相同的故障变量时,故障子空间矩阵不能将它们区分。为了进一步提高故障子空间矩阵的辨识能力,本文提出正负故障子空间矩阵法。新方法不仅揭示了故障变量,并且可以反映变量的变化趋势,这使得故障子空间矩阵所代表的故障类型更加具体。首先,以监测统计量最小为优化目标求出各种故障状态下变量的幅值向量。其次,通过幅值向量求出变量的重构值和符号矩阵。然后,根据重构贡献率最小找到对应的故障子空间矩阵,并将该矩阵与符号矩阵相乘得到正负故障子空间矩阵。最后,根据有方向故障子空间矩阵完成故障辨识。通过对翻车机液压系统的故障辨识结果证明该方法具有较高准确性和普适性。

关键词：故障辨识主元分析变量重构故障子空间矩阵翻车机液压系统