基于相电流梯度法的开关磁阻电动机间接位置检测

介绍了一种适用于开关磁阻电动机的间接位置检测系统方案。理论分析得知,通过检测相电流梯度可以识别电感上升的转折点,从而实现间接位置检测。以DSP芯片TM S320F 2407为核心构建实验系统,并研究实验系统中遇到的问题,说明了这种方法的特点和适用范围。

基于孤立森林-控制图与多特征联合的滚动轴承异常状态检测

为保证滚动轴承异常状态检测的及时性并降低虚警率,提出了一种基于孤立森林的多指标改进CUSUM异常检测方法(IF-CUSUM)。首先,对轴承原始振动序列进行小波去噪;然后,基于孤立森林算法去除振动序列的离群点;最后,结合RMS和峭度等指标设计阈值分配方案,给出异常状态检测判定依据。通过60组不同振动演化规律、脉冲强度和噪声等级的滚动轴承故障仿真数据以及FEMTO-ST轴承数据集进行算法验证,结果表明,与基于单一RMS指标、峭度指标的异常检测算法相比,IF-CUSUM算法能较早地检测出滚动轴承运行过程中的异常点,虚警率较低,整体性能和鲁棒性较好。

铁路移频信号处理方法研究

提出一种基于数字信号处理技术的识别轨道绝缘节点和解调低频信息的方法,用于LKJ-N列车监控记录装置校正计算前方信号机距离和提供行车指示。首先分析了目前国内使用较为广泛的UM71、ZPW2000、国内移频等轨道信号制式,并针对这些信号制式给出识别轨道绝缘节的详细方法,并利用MATLAB进行算法的仿真与验证。同时以TI公司的32位DSPTMS320F2801为数据采集和处理核心设计硬件电路,实现信号的解调、频谱分析等功能。系统采用模块级冗余、双总线冗余设计,保证系统可靠性。该系统已于2012年2月通过铁道部技术鉴定,并在昆明等路局试用,运行平稳可靠。

新型高可靠性列车运行监控装置

新型列车运行监控装置以控制器为中枢,在网络结构上分为控制层和通信层,通过网络分层保证控制功能的完整性;根据对冗余方式可靠性分析和比较,提出模块级冗余、硬件冗余切换电路和智能化模块式的输入输出模块设计方案;采用大容量CF卡作为地面基础数据转储的载体,运用MD5码校验技术和数据冗余存储技术,实现了一次性自动完成车载主机和显示器中地面基础数据的更新,提高了列车运行监控装置更新地面基础数据的安全性和易用性。地面测试和装车运行试验表明,该装置已基本满足现行列车运行需求,能保证控制列车运行安全。

基于峭度谱的口环碰摩声特征提取与试验验证

为避免离心泵口环与叶轮之间发生碰摩,对口环碰摩故障提供预警,提出一种能够准确识别和诊断口环碰摩异常现象的特征提取方法.以动静环碰摩动力学机理为基础,结合声信号与谱峭度分析,建立离心泵口环-叶轮碰摩的故障声信号模型.构造不同的工况信号,从信噪比、随机滑动程度2个角度,对峭度谱算法进行性能分析.在满足水介质、可调偏心、环形部件碰摩的条件下,搭建模拟离心泵运行特性的动静环摩擦试验台,进行不同碰摩程度试验.研究结果表明:声信号结合峭度谱的特征提取方法对于强噪声和随机滑动干扰具有较好鲁棒性,可有效提取口环碰摩噪声特征信号;对不同碰摩程度的信号可解调出特征频率,根据调制频率幅值以及冲击频率的变化来判断碰摩的严重程度.研究结果能够支撑口环碰摩故障的预警,可为声信号特征提取方法与诊断算法的有效性提供一定理论依据.

车载信息存储和在线更新设计

设计一种新型列车监控装置的车载信息管理方法。利用在线可编程的NOR FLASH保存车载信息,以可移动海量存储设备为中介,通过双冗余CAN通信网络,使显示器和控制器具有同步在线更新及管理列车运行基础数据的功能。测试结果表明,该方法能提高列车监控装置运行的可靠性及列车数据管理的安全性。

四重化并行表决结构及其安全性分析

传统二乘二取二结构采用双系热备的方式切换2个子系统,系统可用性不高且容易造成数据丢失。为此,提出一种应用于安全计算机系统的新型冗余结构——四重化并行表决结构。该结构的2个子系统采用并行表决的工作方式,当单个子系统发生未检测到的故障时,可降低其对系统产生的影响。利用马尔可夫模型研究该结构的安全性,并通过Matlab仿真数据与三模冗余、二乘二取二和双机热备结构进行对比。结果表明,该结构的可靠度高于其他3种结构,安全度高于三模冗余和双机热备结构。此外,可维修特性也能提高系统的可靠度。

一种高可用性的冗余工业实时以太网设计

研究提出了一种自适应双以太网冗余方案。在以太网报文的用户数据区设计了报文时间标签。利用时间标签,采用时间优先法处理冗余报文,实现了具有零故障恢复时间的双网冗余传输通信,提高了系统的实时性;节点利用网络诊断报文建立并维护网络状态映射表,可映射网络中其他节点的故障状况;并根据报文的重要性将其进行分类,次要报文在网络状态良好时在双网上分散传输,有效地降低了网络的通信负荷。实验证明,通过以上方法可有效提高网络的可用性和安全性。

安全仪表系统的功能安全设计

针对安全仪表系统(SIS)的产品开发,分析了应用于石化领域的安全仪表系统的基本特性、冗余结构和常见产品类型。在介绍IEC 61508标准的基础上,提出了安全仪表系统产品开发过程中整体安全生命周期、产品硬件及安全相关软件的功能安全设计方法;最后以SIL2级压力变送器为例,着重阐述了SIS系统结构设计和故障诊断覆盖要求。

基于ARM的模拟量输入模块安全设计

根据IEC61508对可编程逻辑器件功能安全的要求,提出基于ARM的模拟量输入模块的安全设计。介绍该设计使用的诊断技术及其实现方法。该设计使用2块ARM分别用于工作和检测,具有较高的诊断覆盖率,符合IEC61508关于安全完整性的要求,适用于SIL3/SIL4的安全系统。

基于CEEMD-LSTM的离心泵偏工况诊断方法研究

离心泵在各行业中应用十分广泛,耗电量巨大。离心泵偏工况运行时,内部流动会趋于紊乱,导致效率下降,能耗上升。针对离心泵偏工况振动信号变化微弱和强干扰的特点,采用双通道信息融合,利用互补集合经验模态分解,对振动信号进行时序特征提取,结合长短时记忆模型智能识别,构建离心泵偏工况诊断模型。仿真信号对比不同预处理方法,凸显了互补集合经验模态分解模型的特征提取能力;验证工况状态与低频振动信号的相关性,经过试验数据对比分析,进一步验证了模型优越性,测试准确率达98.5%。该方法可以监测离心泵运行工况,保证运行效率。

针对单轨的车载ATP方案探讨

单轨作为城市轨道交通的一种新型交通方式,具有诸多优点,特别适宜于中小城市的应用。由于将路面、轨道、供电系统、通信系统、信号系统、隔音网等全部集成在一轨道梁内,单轨交通对信号系统各类设备的安装有特殊要求。对单轨交通信号系统设备的选型进行研究,设计单轨车载ATP系统,并针对全球卫星导航系统GNSS在轨道交通中的作用、通用线路数据库等若干问题进行专题研究。

基于工业云平台的船舶远程诊断与维护系统的研究与应用

在远离陆地的海洋实施工程作业的船舶,工程装备系统复杂,故障诊断和维修难度较高。为保障船上的各类系统设备安全运行,出现故障及时响应解决,提出一种基于工业云平台的远程诊断与维护系统。该系统采用面向工业物联网应用场景而研发的软硬件产品,基于多重安全保障建立远程诊断维护通道,可远程访问船载终端系统,以便维护工程师/专家提供远程诊断、故障排查和例行健康检查等维护服务。通过技术资源的远程协同,满足了船舶运输企业集中化运维管理、降低故障运维成本的实际需求。

平交路口综合控制系统研究与实现

平交路口的延误是影响现代有轨电车运营效率的一个重要因素,进行有轨电车平交路口综合控制系统的研究,着重介绍该系统的构成、功能及控制原理,为有轨电车平交路口相关研究提供借鉴。

单轨车载控制器线路数据文件设计及快速验证方法

线路数据文件设计及其验证是保障单轨车载控制器执行效率及单轨运营安全的重要因素。设计一种线路数据文件结构方案,此方案兼顾数据安全及检索效率,适用于轨道交通车载控制器。同时介绍一种基于第三方软件脚本语言的快速线路数据文件验证方法,有助于提高线路数据文件的验证及车载控制器软件测试效率。

基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架

离心泵在现代工业生产中具有广泛的应用,其运行状况和健康程度直接影响着整个系统的能耗、效率和安全。机械密封泄漏或损坏是水力旋转机械最典型的故障之一,与机封失效相关的泵类设备故障问题直接影响系统总体的可靠性和安全性。为此,本论文研究了一种基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架。首先,对采集的机械密封处振动信号序列提取其最大李雅普诺夫指数,并基于模糊统计法和指派法设计Type-1模糊逻辑,从而实现对机械密封故障的异常检测和感知。接着,一旦检测到机封异常,再从原始振动信号中提取多尺度模糊熵,联同最大李雅普诺夫指数一起输入到CatBoost模型进行机械密封失效模式识别和诊断。最后,基于实际实验数据对所提出的层次化诊断框架进行了验证。结果表明,所提出的方法对机封故障的异常检测精度达到100%,CatBoost模型的机封失效模式识别率达到99.66%,其精度和鲁棒性均好于支持向量机、AdaBoost、深度神经网络等智能模型。