复杂背景和光照下双旋翼直升机桨尖间距实时测量方法

针对现有双旋翼直升机桨尖间距测量方法不适应室外复杂环境的问题,提出一种基于深度网络的桨尖间距实时测量方法。首先,采集桨尖图像制作数据集,搭建并训练YOLOv3-tiny网络;其次,利用训练好的网络定位桨尖区域;再次,采用OTSU分割区域图像并提取桨尖轮廓,定位上下桨尖气动中心,计算桨尖间距;最后,通过在模拟和真实环境分别开展测量实验,模拟实验结果表明本文方法精度高,相机离桨尖20 m时桨尖间距测量的最大误差为1.99 mm;真实实验结果表明本文方法适应能力强和速度快,可以适应不同复杂背景和光照下的桨尖间距测量,帧率达50 fps,已用于现场实验。

基于混合遗传算法的转子系统优化设计

转子系统的临界转速是航空发动机设计过程中的重要参数。在临界转速远离工作转速时,转子系统才能安全可靠的工作。如何设计转子系统的结构使设计后的临界转速达到要求,而且结构改变量尽可能小,是转子动力学最优化设计研究的重点之一。在分析已有研究模型的基础上增加约束条件提出一种更完善的临界转速最优化设计模型,无需考虑设计变量个数和设计临界转速个数的关系,及预先给定的临界转速是否可在设计变量对应的临界转速空间内取到,均能找到满意的设计方案。针对该模型的最优化求解,设计出一种结合遗传算法和复合形方法的混合遗传算法,可以有效的提高搜索到全局最优解的搜索速度。对一转子系统进行临界转速优化设计,验证了该模型可以有效的取得满足设计要求的最优设计方案,适用于工程实际的转子系统临界转速最优化设计过程。

转杯纺棉氨复合纱的工艺优化

分析了纺杯速度、氨纶丝牵伸倍数及捻系数对转杯纺棉氨复合纱强伸性能、弹性回复性、条干及成纱毛羽的影响,通过正交试验对工艺参数进行了优化。C 58 tex(77.8 dtex)转杯纺棉氨复合纱的性能测试结果表明:氨纶丝牵伸倍数对复合纱弹性回复率影响显著,对断裂强力和断裂伸长率有一定影响;纺杯速度对复合纱弹性回复率和毛羽有一定影响;纱线设计捻系数对复合纱弹性回复率和条干CV值有一定影响;其中以氨纶丝牵伸倍数对复合纱性能的影响比较大。综合考虑转杯纺棉氨复合纱各项性能,工艺配置以纺杯速度49 300 r/m in、氨纶丝牵伸倍数4.5倍、纱线设计捻系数500为宜。

基于复杂度分析的电机转子-轴承系统早期故障检测方法

将复杂度分析方法用于转子-轴承系统的早期故障诊断中。同传统的频谱分析方法相比,复杂度分析更适用于非线性、非平稳信号的分析,详细介绍了复杂度的定义及其算法。着重用复杂度分析方法对轴承内圈裂纹早期故障及转子早期碰摩故障的试验数据进行了分析,结果表明系统发生故障时,信号的相对复杂度与正常状态相比均有明显的增加,该方法能够准确地检测出早期故障,并且可以对转子-轴承系统状态进行定量刻画。

大机组振动信号复杂性的定量描述

基于非线性动力系统的复杂性刻划理论，提出用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ复杂性测度定量评估大机组运行状态．机组运行过程中故障的发生、发展、状态的变化，将导致机组振动信号复杂性的变化．分析结果表明，Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ复杂性测度能有效地描述大机组振动信号的复杂性，可作为一定量指标用于机组运行状态监测．

复杂支承条件下分子泵转子动力学特性数值模拟与实验研究

为了有效提高复合分子泵转子系统的振动抑制效果,围绕与其密切相关的支承结构刚度特性展开研究。首先针对分子泵两端复杂支承条件,采用实验方法研究永磁轴承和橡胶减振垫的刚度特性;然后基于支承刚度特性建立分子泵转子系统数值模拟模型,采用模态分析法求解转子系统的特征频率及对应振型,采用谐频响应分析法求解转子系统在最大不平衡响应;最后搭建实验平台测试分子泵系统的振动特性。实验结果表明:所建立的数值模拟模型能够较好地预测分子泵转子系统的振动特性,合理设计分子泵支承结构能够有效提高分子泵转子系统的振动抑制效果。

转子叶片有限元网格生成方法及准静态分析

结合航空发动机转子叶片,讨论了复杂形体自动生成合理的有限元网格所遇到的困难和常用方法的优缺点及其改进途径.针对问题的几何特点,提出子块串联2D编号、广义四边形、复杂曲面节点坐标插值等实用方法.对于实际叶片的准静态有限元分析表明,上述方法弥补了通用网格自动生成方法的某些不足,比较简单、有效,可以在复杂形体有限元剖分时保持良好的单元形状,在自行研发的专用有限元程序设计中有普遍应用价值.

基于有限元法的非线性转子系统动态特性

在分析离散模型的基础上,采用有限元法建立转子轴承系统的有限元模型,考虑了系统轴承的非线性因素,包括转子的剪切效应、惯量分布效应、横向扭转以及系统结构的几何参数等重要影响因素,使模型更为具体化.分别对转子轴承系统离散模型和有限元模型的非线性动力学行为进行比较分析,研究表明由于考虑影响因素的增加,两种模型的动力学特性有一定的差异,有限元模型在参数设计等方面具有优势;采用有限元模型研究得出的结果更为可信,为转子系统的非线性动态设计提供更为准确的验证和参考.

长丝牵伸倍数与转杯复合纱结构关系的探讨

研究氨纶长丝牵伸倍数对棉氨纶转杯复合纱结构的影响。在改造的FA601A型转杯纺纱机上纺制58 tex(77 dtex)棉氨纶复合纱,测试分析了氨纶丝不同牵伸倍数时的复合纱的结构及包覆效果。结果表明:氨纶丝牵伸倍数为0.2倍时形成包缠纱,氨纶丝牵伸倍数为2.0倍时形成合股纱,氨纶丝牵伸倍数为4.0倍时形成棉氨纶包芯纱,成纱结构的差异是由于氨纶长丝和棉短纤纱之间的张力差异造成的。氨纶丝牵伸倍数大于4.0倍时,棉氨纶转杯纺包芯纱的包覆效果良好。

Jeffcott转子-环流耦合系统动力学建模及分析

基于湍流整体流动理论和摄动分析,建立了Jeffcott转子-环流耦合系统的动力学模型,并以大型屏蔽电机泵转子系统为例,采用复模态分析方法分析了转速、转子偏心和定、转子壁面摩擦效应对转子-环流耦合系统动力学特性的影响.结果表明:环流将导致转子的固有频率大幅下降,并产生模态分叉和跳变;转子偏心将导致转子失稳并使其失稳转速下降;定、转子壁面的摩擦效应能够显著提高转子的失稳转速.

直升机旋翼与舰船复合流场试验方法研究

直升机旋翼诱导流与舰船空气尾流叠加后形成复合流场,对直升机舰上起降时的操纵响应及飞行安全有很大的影响。介绍了复合流场的风洞试验方法,包括试验的基本原则、旋翼及舰船模型的设计方法和参数、模型的安装方案及试验状态,并给出了部分试验结果及其分析。结果表明,旋翼诱导速度改变了舰船尾流分布,打开机库门可减弱旋翼的影响。

基于稳健独立分量分析的转子故障信息增强方法

针对实际转子振动信号中信源相互叠加干扰、故障信息微弱的问题,提出一种基于稳健独立分量分析(RICA)的转子故障信息增强方法。首先引入双树复小波变换,对信号进行降噪预处理,降低分离算法对噪声的敏感程度。再用稳健独立分量分析对降噪后信号进行分离和信息增强。并对比其他2种经典的盲源分离算法,通过数值仿真比较它们的分离效果。结果表明:新方法通过优化步长因子得到全局最优值,采用代数方法得到最优步长参数,实现简单,并且避免了预白化处理,使得算法运算量降低;对小数据量信号,算法收敛速度快、信号分离质量高。此方法可以更有效地分离故障源及提取信号的本质故障特征。

复杂结构振动对磁悬浮轴承性能影响的研究

复杂结构的振动造成磁悬浮轴承相对运动控制系统的参考位置(基准)出现偏差,影响磁悬浮主轴的加工精度。因此,有必要预测、评估复杂结构的振动对磁悬浮主轴精度的影响。以弹性梁+磁悬浮主轴为研究对象,通过建立系统模型和理论分析,得出弹性基础振动对相对运动控制磁悬浮主轴性能的影响规律。并得出结论:控制策略不能局限于相对运动控制,控制器的设计必须考虑复杂弹性结构振动的影响,将复杂结构的振动信号也作为反馈变量。

基于电磁转矩复解析小波变换的感应电机转子故障检测

提出一种运用电磁转矩信号对感应电机转子断条故障进行检测的新方法。当感应电机转子发生断条故障时,转子绕组的不对称将会使电磁转矩中引入2s同步速的脉动转矩(s为转差率)。对电机起动电磁转矩信号进行复值小波变换,根据分析小波在特定中心频率条件时信号瞬时频率与其对应小波脊线的关系,提取出故障特征转矩频率变化规律,实现转子故障的可靠检测。同时,对应尺度上小波系数的模值还能够反映该故障特征转矩在电机起动过程中的幅值变化规律,将其作为故障严重程度指标则可以进一步判断转子断条根数。实验结果证明了该方法的有效性。

内燃波转子复杂波系及火焰传播特性实验研究

为了探究内燃波转子工作过程中复杂波系及火焰的传播特性,采用乙烯为燃料进行了内燃波转子多循环工作过程实验研究。依据实验中采集到的离子探针信号、压力传感器信号和高速摄影照片来分析波转子通道内的复杂波和火焰的传播特性,同时更换波转子通道内的不同扰流片结构来探究其对复杂波系和火焰传播特性的影响。研究结果表明:波转子通道内波与火焰存在一个动态过程,且火焰与波峰的间距越来越小,加入扰流片后火焰速度与压力波的强度明显增加。堵塞比为38.91%时,PT2处压力峰值可以达到1.56MPa。堵塞比为31.13%时,平均火焰传播速度能达到36.95m/s。

转子—轴承系统受轴向摩擦时的振动

研究轴向摩擦对单跨双盘转子—轴承系统横向振动的影响。盘与静子在不同位置发生轴向接触时 ,对盘的轴向压力由作用于两个轴端的力代替 ,轨迹切向摩擦力用单参数干摩擦力模型计算。数值模拟发现 ,轴颈位置、轨迹大小变化与轴向摩擦位置、程度和转速都有关系 ,因此表现为振动不稳定。另外 ,频谱中还包含倍频成分 ,且可能有比较复杂的运动形式如概周期运动。

复杂齿轮耦合转子-轴承系统动力学的规范建模方法

由于齿轮的耦合作用,齿轮-转子-轴承系统中各个转子的振动是相互耦合、相互影响的,研究齿轮-转子-轴承系统动力学,必须基于系统的、整体的观念进行分析。因此,齿轮-转子-轴承耦合系统动力学建模和模型降阶一直是人们普遍关注的问题。基于齿廓啮合基本定理,给出了直齿轮、斜齿轮、直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮共4种齿轮的几何耦合模型(或称运动耦合模型);利用耦合模型矩阵,给出了含以上4种齿轮副的复杂齿轮转子-轴承系统纵-弯-扭耦合动力学研究的统一、方便、规范的建模方法。为复杂齿轮-转子-轴承耦合系统动力学分析研究提供了方便。

一种基于频响因子的转子系统基础冲击响应计算方法

考查地震或水下非接触爆炸冲击下旋转机械的动态响应特性,一般从研究转子系统基础冲击响应出发。由于陀螺效应和转子-轴承的交互效应,转子系统运动方程系数矩阵呈非对称性,不能在模态坐标下解耦,无法利用常规模态叠加法求解,所以以往的研究一般采用数值积分如Newmark法等进行迭代求解,但数值积分法相对模态叠加法要耗费较多的计算资源。提出了一种复数域内转子系统冲击响应计算方法,无需坐标解耦但仍可以利用线性叠加法进行响应求解。首先将激励和响应傅里叶展开成复数形式,包括正向旋转项和反向旋转项,根据方程左右两边相同频率前系数相等的事实得到特征方程,将特征方程写成简单矩阵束的本征方程形式,求得矩阵束的本征值和本征向量,将本征向量正规化,进一步得到矩阵束的逆阵,将逆阵元素取名为"频响因子",将逆阵与激励相乘即可得到频率响应幅值,将所有频率响应成分叠加即可得到系统响应。通过一个工程实例,比较了所提方法与数值积分方法的结果,比较分析表明,所提方法满足工程要求,可以作为转子系统基础冲击响应和瞬态响应计算的一种普适方法。

绕线式异步电动机启动特性无传感器测试新方法

用PC机和虚拟数据采集示波卡采集绕线式异步电动机启动过程中的转子电流信号,采用小波理论对其降噪。考虑转子电流信号的渐进特性,提出了基于连续复小波变换的渐进信号瞬时频率提取方法,将其应用于绕线式异步电动机启动特性测试,间接实现了绕线式异步电动机启动特性的无转矩、转速传感器的测试,实验结果表明该方法可以实现准确、快速地测试,为绕线式异步电动机启动特性在线测量提供了新途径。

复杂温度外场作用下转子系统振动特性研究

转子系统往往要在高转速、高温、高压等恶劣环境下工作,其受力情况非常复杂。以多自由度转子为研究对象,采用有限元法建立了考虑复杂外场作用下转子系统动力学模型。研究了该转子的振型、支承刚度对转子临界转速影响,并对考虑和忽略复杂温度外场作用下的转子系统不平衡响应进行了对比分析。结果表明:当考虑复杂温度外场作用时,转子系统的响应振幅明显增大。随着启动时间的增加,该转子的各结点振幅均逐渐增大,当启动时间超过15s时,幅值增长几乎呈线性变化。