检索结果-南通市图书馆

时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法研究

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振动工程学报 2023年第1期36卷 266-279页

作者：万书亭王燕杰张雄顾晓辉华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室河北保定071003 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

针对时变工况风电机组齿轮箱振动信号受噪声干扰和频率模糊问题,通过研究无转速下风电机组齿轮箱振动信号与转频波动规律间的联系,提出了基于VMD⁃SET时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法。该方法利用变分模态分解(VMD)滤波,... 详细信息

针对时变工况风电机组齿轮箱振动信号受噪声干扰和频率模糊问题,通过研究无转速下风电机组齿轮箱振动信号与转频波动规律间的联系,提出了基于VMD⁃SET时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法。该方法利用变分模态分解(VMD)滤波,利用同步提取变换(SET)对齿轮箱振动信号时频分析,分别从轴承故障时域振动信号中初步提取故障特征频率趋势,从正常齿轮啮合调制时域振动信号中提取啮合频率时频脊线,进一步利用精细化时频脊线交叉解耦优化瞬时频率提取效果,再用提取的转速曲线对轴承故障振动信号进行阶次跟踪,从角域阶次谱中得到故障特征阶次的单根谱线。通过仿真及实验验证了所提方法的优越性和有效性。

关键词：故障诊断风电机组齿轮箱时变工况无转速计阶次跟踪时频分析

综合传动系统时变工况动力学建模与求解方法研究

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中国机械工程 2023年第22期34卷 2665-2673页

作者：张丁戈王立勇李乐张金乐北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 中国北方车辆研究所北京100072

为满足特种车辆综合传动系统在实际复杂工况下负载特性实时监测与健康管理的需求,采用行星变速机构矩阵分析方法和数值求解方法,以实车传感器数据作为输入,建立了可实现时变工况下快速连续求解传动输出转速和扭矩的综合传动系统动力学模... 详细信息

为满足特种车辆综合传动系统在实际复杂工况下负载特性实时监测与健康管理的需求,采用行星变速机构矩阵分析方法和数值求解方法,以实车传感器数据作为输入,建立了可实现时变工况下快速连续求解传动输出转速和扭矩的综合传动系统动力学模型,构建了行星变速机构运动学矩阵、运动微分方程与力矩平衡方程,提出了时变工况下动力学模型的快速连续求解方法以及在道路负载信息缺失的条件下进行道路负载求解的方法,并将计算所得的传动输出转速和扭矩在起步、换挡和加速三种典型工况下与台架试验结果进行了对比分析。结果表明,构建的动力学模型在道路负载信息缺失的条件下,可实现对综合传动输出特性的动态仿真计算,为特种车辆综合传动系统服役状态实时监测、动态控制和智能运维提供了支撑。

关键词：特种车辆传动系统行星变速动态建模时变工况

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基于CVAE的时变工况轴承运行异常检测

振动.测试与诊断 2023年第1期43卷 1-8+194页

作者：温广瑞周浩轩苏宇陈雪峰西安交通大学机械工程学院

数据驱动的异常检测技术被广泛应用于复杂机械设备状态监测中，工况（operating conditions，简称OCs）变化会导致监测数据的分布漂移，使传统数据驱动的异常检测方法的准确性受到极大干扰。为了解决时变工况下工况和健康状态之间的耦... 详细信息

数据驱动的异常检测技术被广泛应用于复杂机械设备状态监测中，工况（operating conditions，简称OCs）变化会导致监测数据的分布漂移，使传统数据驱动的异常检测方法的准确性受到极大干扰。为了解决时变工况下工况和健康状态之间的耦合问题，提出了一个新的特征解耦学习框架。首先，基于变分自动编码器（variation auto encoder，简称VAE）构建一个特征解耦条件变分自动编码器（conditional variation auto encoder，简称CVAE）网络，实现工况和健康状态的解耦；其次，对解耦后的健康状态相关特征进行降维处理，构建异常指标（anomaly indicator，简称ANI）；然后，将ANI与统计异常阈值相结合，实现时变工况下轴承的异常检测；最后，通过基于时变转速退化的轴承加速疲劳退化实验，验证了该方法的有效性以及所构建的健康指标在消除时变工况干扰方面的优越性。

关键词：时变工况异常检测条件变分自动编码器轴承

时变工况下电静压伺服机构性能退化监测方法研究

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液压与气动 2023年第5期47卷 17-25页

作者：马行健贺青川刘慧赵守军潘骏浙江理工大学机电产品可靠性分析与测试国家地方联合工程研究中心浙江杭州310018 北京精密机电控制设备研究所北京100076

针对缺乏时变工况下电静压伺服机构性能退化监测方法,在地面摇摆测试过程中难以预测性能退化程度,进而影响火箭健康状态评估准确性的问题,提出了一种利用人工神经网络进行电静压伺服机构性能退化监测的方法。通过对电静压伺服机构的系... 详细信息

针对缺乏时变工况下电静压伺服机构性能退化监测方法,在地面摇摆测试过程中难以预测性能退化程度,进而影响火箭健康状态评估准确性的问题,提出了一种利用人工神经网络进行电静压伺服机构性能退化监测的方法。通过对电静压伺服机构的系统建模与性能退化机理分析,确定了性能退化表征参数;通过分析不同性能退化阶段与正常状态下的特征参量相对偏离程度的方法构建了健康因子;提出了基于可控参数的前馈神经网络进行健康因子监测的方法。利用地面摇摆实验平台进行了验证,结果表明:所构建的健康因子具有较强的性能退化程度表征能力;所提监测方法对解决时变工况下电静压伺服机构性能退化监测问题是有效的。

关键词：电静压伺服机构(EHA) 时变工况前馈神经网络(FFNN) 性能退化

基于LSTM-CAPF框架的岸桥起升减速箱轴承寿命预测方法

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 352-360页

作者：孙志伟胡雄董凯孙德建刘洋上海海事大学物流工程学院上海201306 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相... 详细信息

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相应的运行工况.其次,以维纳过程为基础,建立了考虑不同工况下退化率和跳变系数的状态退化函数.最后,利用工况激活粒子滤波(CAPF)方法预测轴承退化状态和RUL.采用NetCMAS系统采集的上海某港口起升减速箱轴承全寿命数据验证了所提出的预测框架.与其他3种预测模式比较表明,所提出的框架能够在变工况条件下获得更准确的退化状态和RUL预测.

关键词：岸桥轴承剩余寿命预测长短时记忆网络工况激活粒子滤波时变工况

时变工况行星齿轮箱对数时频脊阶次谱故障特征提取

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振动与冲击 2020年第7期39卷 163-169,179页

作者：孟玲霞徐小力左云波北京信息科技大学机电工程学院北京100192

风电机组齿轮箱工作于强噪声且变转速变载荷的工况下,其振动信号非常复杂。建立了一个时变转速变载荷的行星齿轮箱振动信号模型。提出了时频脊阶次谱故障特征提取方法。对振动信号进行Wigner-Ville时频变换,取对数后进行重排;采用Crazy ... 详细信息

风电机组齿轮箱工作于强噪声且变转速变载荷的工况下,其振动信号非常复杂。建立了一个时变转速变载荷的行星齿轮箱振动信号模型。提出了时频脊阶次谱故障特征提取方法。对振动信号进行Wigner-Ville时频变换,取对数后进行重排;采用Crazy climber方法提取对数重排时频谱图中的峰值脊线;将脊线转换为时频脊阶次谱。通过仿真信号与转速、载荷连续波动实验数据表明,对数时频脊阶次谱故障特征能够为时变复杂工况行星齿轮箱故障预警提供有效的依据。

关键词：行星齿轮箱时变工况时频脊阶次谱故障特征提取

时变工况下行星轮轴承特征分布拟合与智能故障诊断

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振动与冲击 2021年第14期40卷 252-260页

作者：赵川冯志鹏北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000 北京科技大学机械工程学院北京100083

行星齿轮箱中行星轮轴承运动复杂,振动信号成分多样且呈非线性,时变工况下特征频率随时间变化,人工识别故障特征更为困难。针对该问题,提出基于对抗变分自编码的智能故障诊断模型。获取样本时频图来揭示样本中包含的时变特征;利用模型... 详细信息

行星齿轮箱中行星轮轴承运动复杂,振动信号成分多样且呈非线性,时变工况下特征频率随时间变化,人工识别故障特征更为困难。针对该问题,提出基于对抗变分自编码的智能故障诊断模型。获取样本时频图来揭示样本中包含的时变特征;利用模型中的变分自编码器自适应提取时频图特征,为赋予特征显式意义,引入多维独立高斯分布并进行采样,根据类别信息对样本点进行变换,使其服从新的多维独立高斯分布,确保样本点中的每个元素都有自己的专属分布;通过对抗机制,使特征逼近变换后的对应类别的分布样本,且服从新的多维独立高斯分布,从而实现用已知的分布拟合未知的特征分布,同时通过控制分布强化不同类别特征间的差异性,改善特征的模式识别性能;利用优化后的特征对分类器进行训练并识别测试样本特征。模型经行星齿轮箱实验台数据进行了验证。研究表明,该模型能够使提取的特征服从给定的先验分布,通过控制分布强化了不同类别特征间的差异性,提高了特征的聚合性能,有效诊断了行星轮轴承故障,与自编码和变分自编码器相比,表现出一定的优越性。

关键词：行星轮轴承智能故障诊断多维独立高斯分布对抗变分自编码时变工况

特种车辆传动系统时变工况动力学建模与载荷计算分析

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特种车辆传动系统时变工况动力学建模与载荷计算分析

作者：张丁戈北京信息科技大学

学位级别：硕士

高速履带式特种车辆具备高度的越野机动性和强大的攻击火力,其行驶路况复杂,换档频繁,结构件的可靠性和剩余寿命会随着任务剖面和路面负载的变化而发生改变。特种车辆的调度和作业决策需要及时获取传动系统齿轮轴系、支撑件等结构部件... 详细信息

高速履带式特种车辆具备高度的越野机动性和强大的攻击火力,其行驶路况复杂,换档频繁,结构件的可靠性和剩余寿命会随着任务剖面和路面负载的变化而发生改变。特种车辆的调度和作业决策需要及时获取传动系统齿轮轴系、支撑件等结构部件的载荷-时间历程,但其空间狭小,扭矩测试等传感器无法安装,道路负载信息缺失。基于实车总线上有限的传动系统温度、压力、转速和发动机工作状态信息,结合综合传动系统动力学模型,获取传动系统结构件运行载荷-时间历程成为车辆健康管理及智能运维技术发展的迫切需求。针对上述问题,本文开展了特种车辆传动系统时变工况动力学建模与载荷计算分析的相关研究。为满足实际复杂工况下,特种车辆综合传动系统的负载特性实时监测与健康管理需求,采用行星变速机构矩阵分析方法和数值求解方法进行建模。以油门开度、发动机转速、涡轮转速与换档离合器油压等传感器数据作为模型输入,建立了可实现时变工况下快速连续求解传动输出转速转矩的动力学模型;提出了时变工况下动力学模型的快速连续求解方法;对道路负载信息缺失的条件下求解道路负载的方法进行了研究;开展了典型工况下的台架试验验证分析。结果表明,在典型工况下,模型求解所得输出转速转矩与试验台架测试结果的相对误差低于8%,可实现对综合传动输出特性和各性能指标的快速连续动态仿真计算。为研究并分析载荷变化对换档品质与机动性能等的影响规律,利用控制变量法原理改变性能退化程度,体现载荷的变化。以湿式换档离合器摩擦副不同摩擦阶段对应的摩擦系数表征不同摩擦状态,研究了载荷变化对换档性能的影响规律,得出随着摩擦副摩擦程度的增加,主轴峰值扭矩所受影响较小,加速时间呈非线性变化规律;选取0.8、0.78与0.75三种典型的整机传动效率表征不同退化程度,研究了载荷变化对机动性能的影响规律,得出传动效率退化程度越高,滚动阻力系数对加速能力的影响越大。当整机传动效率退化至0.75,且滚动阻力系数约为0.124时,由60km/h全油门加速至最大车速的时间超过20秒,加速性能明显减弱。为实现时变工况下数据的实时传输,基于MATLAB App Designer构建了特种车辆综合传动系统载荷特性分析计算平台。利用远程数据通讯方法,采用TCP/IP、HTTP通讯协议与My SQL云端数据库实现数据实时传输,初步解决了数据由实车或试验台架传感器实时连续传入物理模型进行求解计算的技术问题。平台包含特定工况与时变工况计算模块,为特种车辆综合传动系统服役状态实时监测、动态控制和智能运维提供了支撑。

关键词：特种车辆传动系统行星变速动态建模时变工况

转频阶比大时间尺度在时变工况下齿轮局部故障识别中的应用

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太阳能学报 2020年第6期41卷 25-31页

作者：姜宏章翔峰新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830049

为进一步提高Vold-Kalman阶比跟踪(Vold-Kalman filter based order tracking,VKF-OT),结合去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis,DFA)算法在时变工况下齿轮局部故障的特征区分度,提出一种以转频阶比分量为研究对象的大时间尺度特征提取方法。该方法以齿轮转频和啮频作为VKF-OT的提取频率,获取任意时变工况下的2类阶比信号,分析对比两类信号携带的尺度指数特性及其物理意义,发现转频成分相对啮频信号具有更优的局部故障表征能力,而与大时间尺度对应的小尺度指数相较于大尺度、全尺度指数具有更佳的状态区分度。最后以齿轮不同工作状态下的150组振动信号作为验证,结果表明提取的转频阶比大时间尺度特征更利于任意时变工况下的齿轮局部微弱故障的识别。

关键词：时变工况局部故障转频小尺度指数故障诊断