基于有向图故障树自动建树方法的规范化描述及其应用研究

基于有向图的建树方法是目前故障树自动建树研究中最常用的方法之一 ,但其有效性多年来一直存在争议 ,其主要原因在于采用传统的专家定义的算子进行建树推理时 ,算子定义不规范 ,导致对系统复杂的控制结构适应能力不强 .该文利用人工智能的原理 ,对定性推理逻辑进行了必要的扩展 ,提出了建树过程的形式化描述 ,在此基础上将故障树的建树问题转化为一个约束满足问题 (CSP) ,从而可利用比较成熟的算法来解决上述问题 .针对实际问题的例证说明了这一过程 .研究表明 ,文中所提出的方法更便于计算机自动处理 ,减少建树过程中的人为失误 ,可有效地提高故障分析效率 .

电寻址空间光调制器制作灰度掩模技术的研究

介绍了制作微光学元件灰度掩模的两种方案,它们分别使用TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)和DMD(数字微镜器件)两种电寻址空间光调制器,采用并行直写和实时掩模技术,提高了灰度掩模制作的速度和灵活性。刷新率的变化和黑栅衍射效应将导致衍射效率下降,使得曝光深度误差增加。前者可延长曝光时间来消除,后者可通过高填充因子和放大滤波电路予以有效抑制。与LCD掩模相比,用DMD掩模制作的闪耀光栅的衍射效率提高了10%以上。

机电设备BIT虚警问题的传感层影响因素分析和数学模型分析

机内测试 (BIT)系统的虚警率是影响 BIT正常使用的主要问题之一。与电子系统相比 ,由于机电设备的功能和结构的复杂性使得其测试性问题更复杂 ,其中的虚警问题更加突出。研究以机电设备 BIT系统为背景 ,从传感层对虚警率的影响因素着手 ,进行系统分析。首先基于 BIT系统传感层的物理特性分析虚警率的影响因素并进行归纳和提炼 ;其次 ,提出 BIT虚警率的分析模型 ,基于该模型分析结果 ,为降低 BIT系统中的虚警率 ,提出嵌入 BIT传感层数据异常检测和恢复功能的 BIT改进模型 ,并分析了该模型的有效性 ,导出改进模型中影响虚警率的主要特性参数。最后在某船舶动力装置 BIT系统中进行了初步验证。

基于PZT的故障监测技术研究

以桥梁模型为例,利用锆钛酸铅(PZT)材料的动态响应特性,当对PZT驱动器施加一定频率的激励使被测构件产生振动的同时,采集和识别PZT传感器信号,即可实现其故障监测。该项技术的关键是,通过计算法和试验法选取驱动器的激励频率,获取正常及故障状态时的响应模型并建立故障识别数据库,然后用实际系统和故障识别数据库中的数据进行比较,从而确定系统是否发生故障及故障类别。

机电设备BIT中传感器系统的不确定性静态分析

机电产品的BIT(Built-inTest)设计以及状态监测和诊断过程在很大程度上依赖于传感层系统的可靠性 ,通过传感层系统的不确定性分析可对该可靠性进行定量描述。在实际应用过程中 ,传感层系统的可靠性与测试过程中的各个属性相关 ,而各个属性及其变化决定了测试输出的变化。提出基于传感器测试输出变化进行传感层系统的不确定性静态分析 ,计算结果描述传感器系统特性和特定测试环境对测试输出的不确定性的固有影响 ,提供改善系统的依据。

基于CATIA的维修性信息嵌入技术研究

为提高维修性并行设计时维修性信息的交互效率,建立维修性信息模型。同时基于Automation技术,对三维CAD软件CATIA进行二次开发。通过建立维修性辅助设计工具条,实现将维修性信息嵌入到CATIA设计环境中,方便进行察看和修改,从而为维修性的并行设计提供一个良好的平台。最后以柴油机淡水泵的设计为例进行应用验证。

基于负压波分析的油管检漏技术研究

武器装备中,油管渗漏是重复和多发故障,故提出基于负压波分析的油管检漏技术。该技术通过建立油管各工况波形模式库,获得待识别波形的结构特征和相应符号描述模式。把压力传感器和超声波流量计安装在油管上,采用峰点、谷点、峰点序列、谷点序列、直线序列、统计直线序列、主导峰、从属峰、支配强度、从属度定义波形要素,对油管运行状况的压力、流量、温度等进行信号采样,提取负压波形特征信息,用上下文无关文法对负压波波形进行描述。再把含有泄漏信息的负压波信号经A/D变换后送入计算机即可判明故障,从而实现对油管泄漏的检测和诊断。

机电设备BIT系统中虚警问题的数学模型分析

BIT虚警率是影响BIT正常使用的主要问题之一。与电子系统相比,由于机电设备的功能和结构的复杂性使得其测试性问题更复杂,其中的虚警问题更加突出。本文以机电设备BIT系统为背景,基于BIT系统处理流程对虚警率的进行建模,并对其影响因素进行系统分析。提出BIT虚警率的分析模型,基于该模型分析结果,为降低BIT系统中的虚警率,提出嵌入数据异常检测和恢复功能的BIT改进模型,并证明了该模型的有效性,导出改进模型中影响虚警率的主要特性参数,从而为实现降低虚警率的技术研究提供理论指导。

新型电磁式自动平衡装置的研究

传统自动平衡装置采用双步进电机驱动和齿轮减速 ,在结构可靠性、高速稳定性等方面存在一定的缺陷。对此 ,本文采用双平衡块同步驱动和异步分时驱动的方法 ,设计了一种新型电磁式自动平衡装置 ,能大量减小装配空间、降低驱动能耗 ,并能实现无能耗自锁。试验表明 ,在 40 0 0r s的转速下 ,该平衡装置能稳定工作 ,补偿精度达到 0 .2 7μm ,因此具有一定的工程应用价值。

基于负压波分析的油管检漏技术研究

通过对负压波产生、流体参数测量及波形模式识别原理的分析 ,阐述了采用负压波分析的方法对油管泄漏进行检测和诊断的可行性 ,并提出了与负压波分析相结合的上下文无关文法 ,最后举例说明了这种方法的实际应用。

机电设备BIT中传感层系统的不确定性动态分析

BIT(Built-intest)系统中传感层的不确定性反映了测试输出数据的可靠度 ,而数据的可信度影响着BIT系统进行决策的准确性和可信度 ,并且数据的不确定性是产生虚警的重要因素之一 ,对传感数据进行不确定性分析是获得数据可信度的有效的量化方法。传统的不确定性分析为静态分析过程 ,本文基于传感层系统的状态模式空间提出了传感层的不确定性动态分析方法 ,根据其可靠性模型 ,基于概率方法进行不确定性的动态计算 ,实现对传感层系统的执行和输出数据的可信度进行评估。同时对未覆盖故障集合对分析结果的影响进行了分析。

机电设备BIT系统中虚警的传感层影响机理分析

BIT系统中存在较高的虚警率是制约其发展的关键问题之一 ,降低BIT系统中虚警率的研究是BIT研究中的主要内容之一。传感数据变化影响诊断输出 ,从而产生虚警的机理分析 ,它是后续的降虚警技术研究的基础。首先对传感层测试变化影响诊断输出 ,进而产生虚警进行了模型分析 ,然后分析了不同的测试变化类型对基于模型的诊断方法的影响机理。研究结果证明传感层因素对BIT系统中虚警的影响 ,能有效地指导降虚警技术的研究。

基于EMD的灰色模型的疲劳剩余寿命预测方法研究

工程上的振动信号多为非线性非平稳信号,为了利用工程振动信号预测机械产品的疲劳剩余寿命,提出改进的经验模态分解方法对振动信号进行分解,分离故障特征频率到某本征模态函数中,计算全寿命周期各阶段故障特征频率所在本征模态函数的均方根值、峭度等时域特征指标,将其作为刻画机械产品健康状态的退化特征量,形成退化特征量序列,根据经验设定机械产品完全失效对应的退化特征量阈值。用退化特征量序列训练灰色模型,然后用训练好的灰色模型预测退化特征量的变化趋势,判断不同退化特征量用于刻画机械产品退化过程的可行性,估计可用退化特征量达到退化特征量阈值的时间并据此预测机械产品的剩余疲劳寿命。通过6205深沟球轴承全寿命周期振动信号对其进行验证,结果表明,可用的退化特征量结合该方法可以有效地预测小型球轴承的疲劳剩余寿命。

基于KPCA-HSMM设备退化状态识别与故障预测方法研究

为消除多通道观测信息冗余,压缩高维故障特征,提出基于KPCA多通道特征信息融合的HSMM设备退化状态识别与故障预测新方法。首先,对采集的单通道振动信号进行小波相关滤波处理,构造单通道振动信号的小波相关特征尺度熵向量,然后,利用KPCA方法对多通道的小波相关特征尺度熵向量进行冗余消除和特征融合,得到多通道的融合小波相关特征尺度熵向量,并以此向量作为HSMM的输入进行训练,建立基于HSMM的设备运行状态分类器与故障预测模型,从而实现设备退化状态识别与故障预测。将其应用到滚动轴承的退化状态识别与故障预测中,验证了该方法的有效性。

基于DSP的宽动态范围莫尔条纹计数与精密细分技术

为莫尔条纹的计数与细分提供了一种基于 DSP(数字信号处理器 )的高速软件解决方案。它能有效的解决传统系统中计数电路与细分功能不能无缝匹配的问题 ,提高测量的准确性。由于采用了高速信号处理和闪烁采样技术 ,采用该方案的系统能处理宽动态范围的莫尔条纹信号。提供的实例能对从直流到1 MHz的莫尔条纹信号进行计数与细分 ,对于 1 μm光学分辨率的光栅测长系统来说 ,其相应的最高测量速度为 1 0 0 0 mm/ s,细分步长可以达到 nm级。

一维杆状结构声子晶体扭转振动带隙研究

从椭圆杆的扭转振动方程出发,利用平面波展开法,给出了无限周期结构的一维声子晶体杆的扭转振动能带结构。发现一维声子晶体具有扭转振动带隙,并且分析了椭圆形状对带隙频率的影响。利用有限元方法计算了有限周期结构的椭圆杆的扭转振动频率响应,在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减。扭转振动是噪声及振动控制领域研究的主要对象之一,周期结构杆中存在扭转振动带隙为减振理论与应用提供了一种新的思路。

一维粘弹材料周期结构的振动带隙研究

采用迭代法改进了一维声子晶体带隙特性计算的平面波展开(PWE)算法,以使其适用于组成材料粘弹性所导致的弹性常数随频率非线性变化的特性。将该算法应用于丁腈橡胶(NBR)和钢组成的两种结构尺寸的一维周期结构声子晶体振动带隙的研究中,理论计算和振动测试结果吻合理想。进一步的理论分析表明,橡胶材料的储能弹性模量随频率的单调增加,使得在保持禁带开始频率不变的同时大大加宽了禁带范围,在3 mm钢/10 mm NBR以及7 mm钢/10 mm NBR两种周期结构一维声子晶体中禁带宽度分别增加了36.4％和34.0％。

转子系统动静件间尖锐碰摩时的振动特征试验研究

通过试验研究了转子系统中动静件间尖锐碰摩时的振动特征规律。根据碰摩的发展历程 ,把碰摩严重程度划分为 4个阶段 :刚开始触碰、早期尖锐型触碰、中期半尖锐型碰摩和晚期平钝型碰摩。在早期碰摩阶段 ,发现有工频的 1 /3、2 /3分量等稳定存在 。

基于散射单元的声子晶体振动带隙研究

硬质芯体及其包覆层构成的复合结构称为散射单元 ,散射单元按照特定的排列方式可以构成声子晶体。文章采用有限元方法分别计算了立方散射单元构成的一维声子晶体及简单立方结构三维声子晶体的振动特性 ,结果表明 ,两种声子晶体的振动带隙有较好的一致性 ,因此 ,对三维声子晶体振动带隙的研究可以简化为对一维声子晶体振动带隙的研究。叠加层数、芯体材料对一维声子晶体振动带隙的影响在文中进行了讨论。最后 ,声子晶体的振动特性测试结果验证了文中的结论。

大间隙下的磁悬浮测控系统设计与研究

大间隙 (如 :15 0～ 2 0 0 m m )下的稳定悬浮控制涉及两个方面 :一方面是磁悬浮控制系统能够产生足够大的磁力克服被控对象的重力和扰动 ;另一方面是选用何种传感器能够检测大的悬浮间隙并反馈给悬浮控制系统使被控对象稳定悬浮。采用激光光强检测技术和磁悬浮控制技术相结合 ,实现了一直径为 2 m、重 34kg悬浮间隙为 180 m m的大型地球仪稳定悬浮并使地球仪以每分钟 2转的速度稳定旋转。