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基于可编程控制器的转速测量及步进电机升降速控制研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2011年第4期38卷 119-123页

作者：李大成高金吉北京化工大学机电工程学院北京100029

为了实现动设备转速的实时监测,本文通过可编程控制器(PLC)的时基中断和计数器中断功能分别实现了基于数字式频率法和频率/周期法的转速测量。通过高速脉冲输出功能研究设计出了幂函数型、直线型以及指数型升降速曲线,对步进电机进行平... 详细信息

为了实现动设备转速的实时监测,本文通过可编程控制器(PLC)的时基中断和计数器中断功能分别实现了基于数字式频率法和频率/周期法的转速测量。通过高速脉冲输出功能研究设计出了幂函数型、直线型以及指数型升降速曲线,对步进电机进行平稳可靠的控制。以活塞式压缩机满负荷的情况为例,通过具体程序设计和实验,采用频率/周期法成功实现了对压缩机曲轴转速的实时监测;并运用直线型控制曲线,实现了步进电机平稳的升速控制。

关键词：转速测量可编程控制器升降速控制步进电机

基于动力学有限元模型的多跨转子轴系无试重整机动平衡研究

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机械工程学报 2016年第21期52卷 78-86页

作者：宾光富李学军沈意平高金吉湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201 北京化工大学诊断与自愈工程研究中心北京100029

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相... 详细信息

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理,分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平衡平面数和位置,分别在各跨转子平衡位置处施加不平衡激励,获取轴系平衡转速下各振动测点处不平衡响应,计算出相应的加重影响系数,从而取代轴系现场动平衡中需要多次启停机试重测取过程。然后采用最小二乘法通过解平衡矢量方程组得到轴系所需的平衡配重。最后以模拟百万兆瓦超超临界汽轮机的四跨五支承柔性转子轴系试验台为例,应用该方法开展了2700 r/min转速下轴系四个平面同时配重动平衡试验,单点降幅最高达53%,实现了无试重下柔性转子轴系整机动平衡,可有效减少因盲目试重次数,节省平衡费用和周期。

关键词：多跨转子轴系动力学有限元模型加重影响系数无试重整机动平衡

基于自适应浸入和不变理论的转子多频振动靶向抑制

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机械工程学报 2023年第18期59卷 111-120页

作者：暴一帆姚剑飞高金吉北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029

旋转机械转子在运行过程中受到周期性干扰力的激励,振动频率多与转子转速相关,呈现出同频、整数倍频和分频的特点。针对旋转机械所受的多频激励,将转子振动的各频率成分作为抑制靶点,将电磁作动器作为执行机构,提出一种基于自适应浸入... 详细信息

旋转机械转子在运行过程中受到周期性干扰力的激励,振动频率多与转子转速相关,呈现出同频、整数倍频和分频的特点。针对旋转机械所受的多频激励,将转子振动的各频率成分作为抑制靶点,将电磁作动器作为执行机构,提出一种基于自适应浸入和不变理论的转子多频振动靶向抑制方法。该方法在笛卡尔转换坐标系下对多频激励进行矢量分解,将高阶非线性系统浸入到低阶目标系统,且设计的控制算法使目标系统的像具有不变流形吸引性。设计陷波滤波器,提取振动信号的频率成分,该滤波器可根据实时转速自调整陷波频率,以应对转速波动的影响,满足多转速抑制的需要。建立转子-轴承-电磁作动器系统的有限元模型以及实时控制试验台,仿真和试验结果表明,所提方法可以有效地抑制转子多频振动,且鲁棒性较好。

关键词：转子多频振动浸入和不变理论主动抑制电磁作动器

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基于有限元模型的旋转机械故障诊断方法研究

振动与冲击 2006年第4期25卷 30-33页

作者：王维民高金吉江志农北京化工大学诊断与自愈工程研究中心北京100029

研究一种对透平机械常见故障进行在线和定量识别的方法。准确预测透平机械在整个转速范围内的振动响应对系统的故障诊断和平衡优化至关重要,然而它依赖于对系统不平衡、对中状态以及支撑系统动力学参数的精确识别。首先引入故障自愈的概... 详细信息

研究一种对透平机械常见故障进行在线和定量识别的方法。准确预测透平机械在整个转速范围内的振动响应对系统的故障诊断和平衡优化至关重要,然而它依赖于对系统不平衡、对中状态以及支撑系统动力学参数的精确识别。首先引入故障自愈的概念,并用有限元法建立转子-轴承-基础系统动力学方程。然后,根据工程实际,对方程进行简化,并进行了实验研究。结果表明,如果系统在一定转速范围内的振动响应是周期性的,并且轴承处转子的振动是已知的,从理论上能够在线地识别出系统的故障及动力学参数。

关键词：旋转机械故障自愈调控参数识别基础

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机电设备在役再制造工程理论研究及应用

机械工程学报 2018年第22期54卷 1-7页

作者：王庆锋高金吉李中雷兴国北京化工大学故障诊断与自愈工程研究中心北京100029

机电设备运行可靠是设计制造的目的,也是其发挥功效、创造价值的阶段。针对国内机电设备运行可靠性差、运行效率低、与生产过程不匹配且自适应调控差等现状,提出机电设备在役再制造工程概念,构建了包含适用对象、工程目标、设计基础、... 详细信息

机电设备运行可靠是设计制造的目的,也是其发挥功效、创造价值的阶段。针对国内机电设备运行可靠性差、运行效率低、与生产过程不匹配且自适应调控差等现状,提出机电设备在役再制造工程概念,构建了包含适用对象、工程目标、设计基础、生命周期、工程价值五个方面内容的在役再制造理论框架。在役再制造性评价是机电设备在役再制造的前提,基于监测数据、可靠性数据、维修数据、分析化验数据,开展机电设备健康度评价、可靠性评价和能效水平评价,数据驱动决策开展在役再制造个性化再设计,构建在役再制造性评价指标体系和评价模型,量化在役再制造性评价指标。以某催化裂化装置主风机静叶可调执行机构阀位锁位或跑位故障率高、运行可靠性差为例,针对常规电液控制系统进行在役再制造,结果表明,在役再制造工程具有巨大的经济效益和社会效益。

关键词：机电设备运行可靠性在役再制造工程理论框架在役再制造性评价

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相位补偿滤波方法在自动平衡系统中的应用

振动．测试与诊断 2006年第3期26卷 234-239页

作者：江志农冯坤高金吉北京化工大学设备诊断与故障自愈工程中心北京100029

为了解决旋转机械在线自动平衡中信号相位提取问题,提出了一种无需整周期采样的相位检测算法。该算法基于互功率谱估计,具有算法复杂度低、抗干扰性好、精确度高和适用频率范围广等优点。在此基础上又提出了一种相位补偿滤波方法,使信... 详细信息

为了解决旋转机械在线自动平衡中信号相位提取问题,提出了一种无需整周期采样的相位检测算法。该算法基于互功率谱估计,具有算法复杂度低、抗干扰性好、精确度高和适用频率范围广等优点。在此基础上又提出了一种相位补偿滤波方法,使信号滤波造成的相位偏移得到补偿;该方法运算量低、精度高(误差小于1°)、可在线实时实现。仿真和实验表明,结合上述两种方法可准确、快速提取信号相位,从而使旋转机械在线自动平衡可以高效、准确、低成本的实现。

关键词：自动平衡相位检测互功率谱相位补偿滤波

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离心压缩机轴位移故障自愈调控系统试验研究

机械工程学报 2010年第5期46卷 49-54页

作者：王维民高金吉李燕李双喜北京化工大学诊断与自愈工程研究中心北京100029

通过总结轴位移故障的特征,分析研究可倾瓦推力轴承的力学性能,提出一种在线预测和诊断轴位移故障的方法,通过试验实现轴位移故障自愈。离心压缩机的轴位移故障大多带有突发的特点,这种突发是由于推力盘和轴瓦之间的油膜破裂导致的。这... 详细信息

通过总结轴位移故障的特征,分析研究可倾瓦推力轴承的力学性能,提出一种在线预测和诊断轴位移故障的方法,通过试验实现轴位移故障自愈。离心压缩机的轴位移故障大多带有突发的特点,这种突发是由于推力盘和轴瓦之间的油膜破裂导致的。这种破裂可能是润滑油油质变差或者油压降低导致油膜承压能力严重降低,达到一定门槛值后,油膜破裂;也可能是离心压缩机在工艺工况波动时,转子轴向力增大超过了油膜的承载能力,从而导致油膜破裂。不管哪种故障都会导致轴瓦的严重磨损,压缩机紧急停车。通过在线的检测推力轴承的油膜刚度,区分导致轴位移增加是否由轴向力引起,并且引入轴位移故障自愈调控机制,以轴位移为控制参量,实时调控转子的残余轴向力,保证推力轴承的最小油膜厚度。试验研究表明,该机制能够有效的实现离心压缩机轴位移故障的自愈。

关键词：离心压缩机轴位移推力轴承自愈调控

主风机静叶可调执行机构自愈化智能电液控制系统研究与应用

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机械工程学报 2016年第20期52卷 185-192页

作者：王庆锋高金吉袁庆斌江志农北京化工大学诊断与自愈工程研究中心北京100029

炼油厂催化裂化装置因主风机静叶可调执行机构跑位故障引发装置停产的事故时有发生,而发生概率高的特阀锁位故障则会造成特阀及其控制系统进入危险失效状态,进而对机组运行及生产过程构成严重威胁。包括静叶可调执行机构在内的特阀常规... 详细信息

炼油厂催化裂化装置因主风机静叶可调执行机构跑位故障引发装置停产的事故时有发生,而发生概率高的特阀锁位故障则会造成特阀及其控制系统进入危险失效状态,进而对机组运行及生产过程构成严重威胁。包括静叶可调执行机构在内的特阀常规电液控制系统存在堵、卡、漂及智能化程度低是造成机组运行可靠性低以及生产过程安全性不高的原因。基于可靠性设计和故障仿生自愈原理,研制具有自诊断及自愈化为特征的智能化电液控制系统,提出一种基于功能代偿的多靶点电液控制系统故障自愈调控方法,克服了传统电液控制系统严重依赖人工进行故障诊断与修复的缺陷;基于DCS/SIS开发了主风机静叶可调执行机构电液控制故障自愈调控系统。实践证明:具有自愈功能的智能化电液控制系统用于主风机静叶可调执行机构,实现了静叶可调执行机构阀位锁位或跑位故障的自愈调控,主风机运行可靠性得到大幅度提升。

关键词：静叶可调执行机构电液控制自愈调控可靠性

多转子轴系优化耦联及其不平衡响应有限元分析

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振动与冲击 2005年第2期24卷 1-4,8页

作者：高金吉缪红燕徐鸿王维民北京化工大学PDE中心 cae中心北京100029

建立了单跨转子和耦联转子系统的动力学有限元模型,通过数值解法获得轴系各转子残余不平衡量对轴系动力响应,分析了耦联转子系统各转子的残余不平衡量安装相对相位对系统不平衡响应的影响,获得两段和三段耦联轴系通过调整相对相位有效... 详细信息

建立了单跨转子和耦联转子系统的动力学有限元模型,通过数值解法获得轴系各转子残余不平衡量对轴系动力响应,分析了耦联转子系统各转子的残余不平衡量安装相对相位对系统不平衡响应的影响,获得两段和三段耦联轴系通过调整相对相位有效降低轴系振动的新方法。

关键词：多转子轴系不平衡响应有限元分析耦联优化