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附录三北京东方振动和噪声技术研究所“虚拟仪器”和“移动试验室”重大创新成果及产品介绍

第25届全国振动与噪声高技术及应用会议

作者：应怀樵北京东方振动和噪声技术研究所

＜正＞第一部分精神追求,前九条成功法则（员工必读81字）1.座右铭:勤奋、创新、坚持、自强、和谐。10字2.精神追求:"高、大、深、快","善良、务实"。8字3.处事准则:六要三不要。"六要":要"沟通"、"认错"、"放下"、"知足"、"感恩（感动...

＜正＞第一部分精神追求,前九条成功法则（员工必读81字）1.座右铭:勤奋、创新、坚持、自强、和谐。10字2.精神追求:"高、大、深、快","善良、务实"。8字3.处事准则:六要三不要。"六要":要"沟通"、"认错"、"放下"、"知足"、"感恩（感动）"、"诚信";"三不要":不要"妒嫉"、"自私"、"虚荣"。18字4.心态好要八颗心:信心、决心、爱心、忍耐心、宽容心、责任心、敬业心、时刻选择好心情（注:这是生活医学的情绪"振动与噪声"的主动控制）。14字

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附录三北京东方振动和噪声技术研究所“虚拟仪器”和“移动试验...

基于四旋翼无人机集群协同编队飞行的控制策略转换研究

第十九届全国振动与噪声高技术及应用会议;第二十届全国振...

＜正＞虚拟仪器是由中国COINV（北京东方振动和噪声技术研究所）和美国NI公司创新提出的新一代测试分析仪器,目前正在全世界掀起一场深刻的技术革命。它是由数据采集卡（或数采仪）、PC机（笔记本）和必要的信号调理器（SC）等硬件设备...

＜正＞虚拟仪器是由中国COINV（北京东方振动和噪声技术研究所）和美国NI公司创新提出的新一代测试分析仪器,目前正在全世界掀起一场深刻的技术革命。它是由数据采集卡（或数采仪）、PC机（笔记本）和必要的信号调理器（SC）等硬件设备与数据采集信号处理分析（DASP）软件组成的具有各种分析测试功能的科学试验仪器,一般具有漂亮的软件仪器面板界面,具有强大的各种各样的仪器功能。其普及应用使人们告别庞大、笨重和昂贵

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工业技术与职业教育 2024年第2期22卷 8-13页

作者：潘持玉贾磊宋馨怡张占一沈阳理工大学辽宁沈阳110158 北京东方振动和噪声技术研究所北京100085

在目前无人机协同编队飞行的研究中,主要采用领航-跟随结构法的主从控制策略;但是在实际工况中一旦主无人机发生损毁,则编队飞行就会无法实现。基于上述情况,建立了四旋翼无人机动力学模型,使用数值仿真对四旋翼无人机协同编队飞行策略... 详细信息

在目前无人机协同编队飞行的研究中,主要采用领航-跟随结构法的主从控制策略;但是在实际工况中一旦主无人机发生损毁,则编队飞行就会无法实现。基于上述情况,建立了四旋翼无人机动力学模型,使用数值仿真对四旋翼无人机协同编队飞行策略的转换进行了研究。首先,通过四旋翼无人机采用领航-跟随结构法进行了集群协同编队飞行时的模型建立并且进行相关仿真。其次由于该结构法存在鲁棒性差,较为依赖信号稳定性且同时存在主无人机损毁的风险;因此研究了四旋翼无人机采用交叉耦合结构法进行集群协同编队飞行时的模型并且进行了相关的仿真,验证了其可行性。最后为了加强四旋翼无人机协同编队时的稳定性,研究了在飞行过程中两种不同的飞行策略进行转换的协同控制器并且进行了仿真验证了其可行性。

关键词：四旋翼无人机动力学模型领航-跟随结构法交叉耦合结构法协同控制器

调谐质量阻尼器和非线性能量阱抑制内燃机闭环轴系扭转振动的比较研究

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力学学报 2024年第1期56卷 236-246页

作者：马凯杜敬涛刘杨陈曦明哈尔滨工程大学动力与能源工程学院振动噪声控制研究所哈尔滨150001 中国运载火箭技术研究院北京航天发射技术研究所北京100076

传统线性减振器在抑制内燃机轴系的扭转振动方面有着长期的应用,但较窄的减振带宽限制了其性能的发挥.考虑到内燃机闭环轴系的周期性激振力随转速的变化而变化,其在相对较宽的频率域内实现高效的减振十分必要.为了探究非线性能量阱(nonl... 详细信息

传统线性减振器在抑制内燃机轴系的扭转振动方面有着长期的应用,但较窄的减振带宽限制了其性能的发挥.考虑到内燃机闭环轴系的周期性激振力随转速的变化而变化,其在相对较宽的频率域内实现高效的减振十分必要.为了探究非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)替代调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)抑制曲轴扭转振动的可行性,文章将建立曲轴的多惯量非线性闭环自激耦合振荡模型,在此基础上,研究TMD和NES对闭环曲轴扭振减振的影响规律.分析过程综合考虑了轴系不同轴段位置的瞬态和稳态扭转振动.除此之外,定义了振动密度,性能领先效率和波动率3种函数综合考虑不同动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)的性能优劣.讨论了NES和TMD在不同的设计参数下(变刚度、变阻尼和变位置排布)的减振效率和鲁棒性.结果表明,NES和TMD控制曲轴扭振时具有不同的刚度及阻尼失效区间.随着设计参数的变化,NES和TMD的减振性能交替领先,NES的综合性能领先了24.5%,TMD的综合性能领先了3.3%.同时,NES具有较高的阻尼依赖性(13.6%),TMD具有较高的刚度(3.6%)及位置依赖性(25.6%).

关键词：柴油机扭振减振非线性能量阱闭环轴系鲁棒性

变转速工况下基于角度重采样与PCA-XGBoost轴承故障诊断方法研究

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 45-54页

作者：刘馨雅马超黄民张占一北京信息科技大学机电工程学院北京100192 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 北京东方振动和噪声技术研究所北京100085

针对变转速工况下,轴承振动信号容易发生信号特征混叠、频率偏移、信号截断和噪声污染问题,提出了一种结合角度重采样、主成分分析(PCA)和极端梯度提升树(XGBoost)的故障分类模型。首先,采用脉冲信号估计轴承转速的方法对轴承振动信号... 详细信息

针对变转速工况下,轴承振动信号容易发生信号特征混叠、频率偏移、信号截断和噪声污染问题,提出了一种结合角度重采样、主成分分析(PCA)和极端梯度提升树(XGBoost)的故障分类模型。首先,采用脉冲信号估计轴承转速的方法对轴承振动信号进行角度重采样并求取时频特征指标;其次,利用主成分分析(PCA)对时频特征参数进行降维核心提取,选取总贡献大于95%的主元作为XGBoost模型的输入样本;最后,利用网格搜索法对XGBoost进行主要参数调优,并划分训练集和测试集对该模型进行训练,验证其故障分类的准确性。结果表明该方法的故障诊断准确率为96.44%,相较于未降维后的数据运行时间缩短了27.24 s,且角度重采样后的诊断效果明显优于未角度重采样的诊断效果,故障识别率提高了7%以上,证明所提方法能够更加快速、准确的做出诊断。

关键词：变转速轴承 PCA XGBoost

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基于LADRC扩张滑模控制的四旋翼无人机的控制方法稳定性研究

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工业技术与职业教育 2024年第3期22卷 1-5页

作者：宋馨怡贾磊潘持玉张占一沈阳理工大学辽宁沈阳110158 北京东方振动和噪声技术研究所北京100085

针对四旋翼无人机在飞行过程中存在外部干扰问题以及在仿真过程中会出现抖动和仿真结果不收敛的问题,提出了串级LADRC-LESO滑模控制方法,来使四旋翼无人机在飞行过程中趋于稳定并具有一定的抗干扰效果。为了更好的提高四旋翼无人机的抗... 详细信息

针对四旋翼无人机在飞行过程中存在外部干扰问题以及在仿真过程中会出现抖动和仿真结果不收敛的问题,提出了串级LADRC-LESO滑模控制方法,来使四旋翼无人机在飞行过程中趋于稳定并具有一定的抗干扰效果。为了更好的提高四旋翼无人机的抗干扰性和稳定性,分别设计了姿态控制器和位置控制器,使四旋翼无人机在飞行过程中的抗干扰能力更强。通过在位置控制器中X通道设计线性扩张观测器(LESO)滑模控制器,在Y、Z通道放置了PID控制器,在姿态控制器中的俯仰、滚转和偏航3个通道中设计线性扩张观测器(LESO)滑模控制器来保证了姿态角所受到的总干扰影响较小,使四旋翼无人机在飞行中的稳定性有所提高。为了验证该方法的稳定性与抗干扰性更好,将其与已有的ADRC控制算法和LADRC控制算法进行对比仿真,得出该方法的稳定性与抗干扰效果更明显。

关键词：四旋翼无人机线性扩张观测器滑模控制器控制算法

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基于声信号的离心泵故障诊断研究

电子测量与仪器学报 2024年

作者：陈剑姜涛合肥工业大学噪声振动工程研究所安徽省汽车NVH技术研究中心

各种原因使得工业现场设备状态监测的首选测量信号是声信号时，提出一种基于声信号的设备状态监测方法显得尤为必要。本文以某型离心泵为依据对象，对现场采集的声信号提取梅尔倒谱系数（MFCC）作为信号的初始特征，然后计算这些MFCC初... 详细信息

各种原因使得工业现场设备状态监测的首选测量信号是声信号时，提出一种基于声信号的设备状态监测方法显得尤为必要。本文以某型离心泵为依据对象，对现场采集的声信号提取梅尔倒谱系数（MFCC）作为信号的初始特征，然后计算这些MFCC初始特征的散布熵（DE）值，并通过主成分分析法（PCA）对矩阵进行降维，从而构造特征矩阵。利用蝙蝠优化算法（BA）对支持向量机（SVM）的惩罚系数与核函数参数进行优化，对离心泵的多种故障工况开展诊断，并与多种诊断方法进行比较。实验结果表明，经过BA优化后的模型在诊断准确率上提高了21.7%；在该模型的基础上利用DE对MFCC提取的信号进行深度挖掘，使模型诊断的准确率提高2.05%。

关键词：离心泵故障诊断声信号梅尔倒谱散布熵(MFCCDE) 蝙蝠优化算法支持向量机

数据驱动的脉冲风洞气动热试验数据分析方法探索

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气体物理 2024年第4期9卷 65-82页

作者：易翔宇鄢明陈星林键姚大鹏纪锋应明张占一中国航天空气动力技术研究院北京100074 北京东方振动与噪声技术研究所北京100085

脉冲风洞的有效运行时间短,气动热测量信号易受干扰,通常采用人工判读的方式在大量的脉冲风洞测热试验数据中遴选有效数据,数据分析过程效率低、标准不统一。研究基于中国航天空气动力技术研究院1 m量级炮/激波双模式风洞气动热试验数... 详细信息

脉冲风洞的有效运行时间短,气动热测量信号易受干扰,通常采用人工判读的方式在大量的脉冲风洞测热试验数据中遴选有效数据,数据分析过程效率低、标准不统一。研究基于中国航天空气动力技术研究院1 m量级炮/激波双模式风洞气动热试验数据开展信号特征分析,确定了Fourier变换后的电压信号、总压-热流相关系数曲线、热流时间导数等参数对流动起止时间、运行模式分界时间、信号质量等关键信息的表征作用。在此基础上,基于卷积神经网络和密度基聚类算法,发展了传感器信号有效性判断模型、风洞有效运行时间段选取算法和传感器信号取值区间选取算法,实现了脉冲风洞气动热试验数据的智能处理。结果表明,智能算法对传感器信号有效性的判断准确度达到98%;针对3568条原始试验曲线进行处理,智能算法与人工方式得到的热流均值差异小于10%的数据约占91%,具有应用于风洞试验的价值。

关键词：脉冲风洞气动热试验热流卷积神经网络密度基聚类

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管路脉动噪声前馈主动控制算法优化

舰船科学技术 2024年第2期46卷 35-41页

作者：黄程徐荣武程果余文晶海军工程大学振动与噪声研究所湖北武汉430033 船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430033

噪声主动控制技术通过传感器采集噪声源信号作为输入,自适应算法输出信号驱动作动器抵消原有噪声,控制效果很大程度上取决于控制算法的性能。目前对于液体管路脉动主动控制的相关研究较少,需设计一种适用液体管路脉动噪声主动控制的算... 详细信息

噪声主动控制技术通过传感器采集噪声源信号作为输入,自适应算法输出信号驱动作动器抵消原有噪声,控制效果很大程度上取决于控制算法的性能。目前对于液体管路脉动主动控制的相关研究较少,需设计一种适用液体管路脉动噪声主动控制的算法。对传统宽带前馈FxLMS算法原理进行分析,针对管路脉动噪声低频线谱特征,设计线谱频率追踪算法进行峰值频率提取控制;对于作动器对参考信号造成的耦合干扰,设计声反馈补偿算法消除。设计试验将传统算法和优化后算法的脉动衰减效果进行对比,结果表明优化算法对不同频率的脉动线谱都具有衰减效果,相比宽带前馈算法提升约2 dB的脉动衰减量。

关键词：脉动主动控制控制算法声反馈补偿