采用虚拟仪器结构的管道液化气监控系统的设计

讨论了一种采用虚拟仪器思想构建的液化气管网监控系统的设计和实现。重点介绍了监控系统的数据采集和数据通信。实际应用证明这种基于虚拟仪器技术的管道液化气监控系统具有很强的灵活性和可扩展性。

虚拟仪器技术及其在连铸结晶器振动装置在线监测系统中的应用

介绍虚拟仪器技术的基本原理并简述其在连铸结晶器振动装置在线监测系统中的应用。

基于峰度的电力变压器铁芯松动故障在线监测方法

本文提出一种对电力变压器铁芯松动故障进行在线监测和估计的方法。通过改变变压器铁芯的压紧力得到模拟松动故障情况下的铁芯振动信号,使用谱峰度方法验证并分析了变压器铁芯振动信号中高频分量的冲击特性,在此基础上采用小波变换对铁芯振动信号进行分解,对分解得到高频分量计算其峰度值并用以监测铁芯压紧力的减小趋势。对实验变压器不同测点的多组数据分析表明,谱峰度能有效检测铁芯振动信号中的较高频率冲击成分及铁芯压紧力发生较大变化的情况,铁芯振动信号小波域中高频成分的峰度值能够很好的反映出铁芯压紧力变化的趋势。本方法准确的表述了铁芯振动信号中与松动故障相关的统计特性,为电力变压器铁芯的故障监测提供了一种可行的方法。

基于三取二冗余结构的安全计算机系统

设计一种基于三取二冗余结构的安全计算机系统。该系统由CPU模块、通信模块、安全输入输出模块组成,利用具有同步表决功能的三模同步表决总线、冗余控制器局域网总线和冗余以太网总线实现各模块间的数据通信,采用基于动态脉冲调制的三取二表决电路保证系统输出的安全性和可靠性。测试结果表明,该三取二安全计算机系统样机能够达到预期设计目标。

电力变压器振动监测的测点位置选择

研究运用振动信号分析法在线监测大型电力变压器绕组机械结构参数及其变化的振动测点布置问题。在分析变压器绕组振动特征、振动传播特性和变压器及其油箱机械结构动力学特性的基础上,对三相大型电力变压器进行了油箱表面振动测点位置选择的实验研究与分析,提出了油箱表面能有效反映三相结构变压器绕组振动的测试区域。最后对一台110kV变压器进行实例分析,验证了所选测试区域的有效性。该研究为电力变压器的振动在线状态监测与故障诊断提供了很好的基础和支持。

交叉递归图在变压器铁芯压紧力变化检测中的应用

基于交叉递归图(CRP)能够对信号的非线性非平稳变化进行检测的特点,提出了一种基于CRP的铁芯连续压紧力变化的检测方法。首先对铁芯在压紧力单调下降情况下的振动信号进行递归图分析,根据铁芯振动信号的特点经验性地选择距离阈值ε,然后分别采用一元和多元传感器信号进行相空间重构并进行递归图分析,计算铁芯全局和局部的压紧力的4个基于对角线结构的递归度量分析(RQA)度量,对铁芯压紧力的变化从总体角度和局部角度分别进行衡量。对实验数据使用该方法的分析表明,选取的4个度量在一定压紧力范围内随压紧力的下降而单调下降,多个RQA参数结合能够有效地表征铁芯压紧力的变化趋势。该方法能较好地反映铁芯结构发生的非线性变化,能有效地监测铁芯松动故障。

Gabor函数实现基于结构的指纹识别

为了解决传统的基于细节点的指纹识别算法的不足,提出了基于结构的指纹识别算法.该算法根据指纹纹线间距均匀且局部平行的特点,建立了用于指纹识别的Gabor滤波函数的物理模型,设计了Gabor滤波函数的优化参数和格栅方案,有效地提取了指纹的全局和局部特征.该算法提高了有限面积内的指纹信息利用率,具有增强指纹图像的脊线并抑制噪声的作用.通过在标准指纹数据库上用不同参数和方案的对比实验,验证了该理论分析的正确性.

基于流媒体技术的网络化嵌入式视频监控系统

视频监控系统是日常生产生活中的重要辅助设备,提出并研究设计了基于流媒体技术的网络化嵌入式视频监控系统.以高性能嵌入式处理器、DSP处理器和嵌入式Linux操作系统为核心进行系统设计.系统通过DSP处理器进行视频信号的MPEG4数据压缩,在嵌入式处理器上采用流媒体技术通过网络传播实时视频流.详细论述了系统设计、硬件设计和软件设计,并给出了实际运行结果.

基于Hilbert-Huang变换的电力变压器铁心压紧力监测方法

利用Hilbert-Huang变换对信号的自适应特性,提出一种基于振动法的电力变压器铁心压紧力在线监测方法。通过对铁心振动信号进行经验模式分解(EEMD),得到一组特征模式函数(IMFs),根据铁心振动特性确定出反映压紧力变化的IMFs,计算IMFs的瞬时频率和时频能量分布,用瞬时频率和时频能量分布构建能够表述铁心压紧力的特征矢量,经距离算法计算特征矢量的长度值,实现铁心压紧力变化的在线监测。实验结果表明,由Hilbert-Huang变换得到的铁心振动时频能量分布具有明确的物理意义,提出的特征矢量和距离算法能够有效反映铁心在不同压紧力状况下的振动特性,为电力变压器的振动在线状态监测与故障诊断奠定了良好的基础。

基于贪心算法和遗传算法的仓储车辆调度算法

针对仓储车辆调度问题提出一种基于贪心算法与遗传算法的调度算法。它主要利用遗传算法为框架筛选、进化出高效的调度方案,算法又融合了贪心算法对调度中的任务排序进行了快速优化。此融合使得遗传算法的编码简便,排除了不可行解的可能,从而使得算法性能大大提高。算法已经C++语言编程实现,实验分析证明:算法有效地提升了调度方案的效率。

基于HSI模型和Hough变换的指针式汽车仪表自动校验

为了克服传统的汽车仪表人工校验普遍存在准确率不高的弊端,提出一种指针式汽车仪表自动校验算法.针对汽车仪表盘颜色信息丰富的特征和采集图像时目标物体周边有阴影的现象,将RGB模型下的表盘图像转到HSI(色调、饱和度、亮度)模型以消除阴影影响,并利用色调和饱和度分量作为特征参数进行图像分割,并采用Hough变换检测目标;分别计算出指针指向主要刻度线时相对于零刻度线的偏转角,并与相对应的标准偏转角比较,若超过允许误差范围则返回重调.对常用汽车仪表盘的自动校验结果表明该算法精度好,校验准确率高.

基于以太网或GSM网的嵌入式电能量遥测系统

提出并设计了基于以太网或GSM网的嵌入式电能量遥测系统。该系统设计以高性能嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统为核心。系统通过GSM网进行数据通信 ,或通过以太网进行网络通信 ,具有高可靠性、高实时性和运行费用低的特点。论述了系统软、硬件设计 。

基于切贝雪夫–里兹法的大型电力变压器铁心三维自由振动分析

为了对大型变压器铁心动态特性进行有效分析,导出了基于切贝雪夫–里兹法的大型电力变压器铁心三维自由振动的近似分析理论。在分析时变压器铁心看作空心长方体,铁心振动位移函数展开为由切贝雪夫多项式乘以合适的边界特征函数构成的容许函数项组成的里兹级数,利用最小能量泛函原理得到铁心动力学特征方程及各质量、刚度矩阵元的直接计算公式。给出了应用该法计算的典型数值计算结果,并借此说明铁心前几阶固有频率随几何参数变化的趋势和复杂表现。最后对前几阶固有频率计算结果随里兹级数项数增多的收敛过程进行了检验。结果表明,应用切贝雪夫-里兹法计算无需很多项数就可获得满意的分析精度。

基于FPGA的光纤通道协议引擎的设计与实现

为加速光纤通道(FC)技术在航空电子系统中的应用,在深入分析光纤通道协议的基础上,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,提出一种高性能光纤通道协议引擎的设计与实现方法.对FC-2层协议的实现进行以序列为中间交互层的软硬件划分,给出了支持多平台应用的系统构架,设计了兼容各种速率且具有可重用性的硬件核心模块,并在具体FPGA平台上实现了2.125 Gb/s的光纤通道协议.测试结果证实,该协议引擎不仅功能正确,而且具有高性能,2 112 bytes的数据块传输的时间延迟在16μs以下,单向有效数据带宽在1.600 Gb/s以上,适合航空电子系统关键任务的应用.

基于组态思想的旋转机械状态监测系统

为适应旋转机械状态监测系统多样化需求，提出一种新颖的基于组态思想的旋转机械状态监测系统。该系统以配置研究设计的组态化状态监测系统管理分析软件平台的通用计算机为核心，加上研制的电涡流信号采集前置分机、压电信号采集前置分机、工艺量信号采集前置分机和系统组合控制分机组成。系统可以依据工业现场状态监测的实际需要，由用户方便地组建成具有多种信号采集和数据分析功能的离线的便携式振动数据采集分析系统、准在线状态监测系统、或在线状态监测系统。所有信号采集前置分机和系统组合控制分机都是以ＤＳ８０Ｃ３２０高速处理单片机为核心设计的高速、小型化、低功耗系统。论述系统总体方案、系统分机设计和管理分析软件设计，并给出系统在工业现场的应用结果。

存在点缺陷的深沟球轴承的动力学响应

点缺陷对滚动轴承的使用寿命和整机性能有着显著的影响.基于单边接触模型和弹流润滑理论,分析了存在点缺陷的滚动轴承的响应特征.采用多体动力学方法建立了考虑点缺陷的滚动轴承动力学模型,对外圈存在点缺陷的滚动轴承的内圈、外圈和保持架等的动力学响应进行了模拟.分析了在滚动体通过缺陷的动力学过程中滚动体和外圈产生的冲击现象,发现频率响应中的峰值频率与外圈的特征频率相关,这与滚动轴承故障诊断结论相吻合.提出的滚动轴承动力学模型可以用于点缺陷故障特征的提取和滚动轴承的故障诊断.

电力变压器振动信号分离方法研究

以独立成分分析(ICA)为代表的主流盲分离技术对信号独立性要求较高,难以分离具有高度相关性的变压器铁芯与绕组振动信号。为了分离变压器铁芯和绕组振动信号,建立了变压器振动信号混合模型,在该模型基础上提出了一种基于时频比盲源分离算法(TIFORM-BSS)的变压器振动信号分离方法。将该方法分别应用于分离人工混合后的110 k V三相变压器油箱壁信号和实际运行中的500 k V单相变压器油箱壁振动信号,结果表明该方法能够有效分离具有强相关性的变压器绕组和铁芯振动信号。

基于暗通道先验的大气退化图像去雾新方法

在雾、霾等恶劣天气条件下采集的图像会严重降质,极大的影响图像的实用价值。为提高大气退化图像质量,针对雾天大气退化图像的去雾问题开展研究,首先探究了雾天成像的基本原理,接着,通过分析暗通道先验原理,提出了一种结合峰值信噪比的暗通道先验去雾改进算法,用以有效提高去雾后图像的细节清晰度,最后,通过与直方图均衡、多尺度Retinex等图像增强算法和传统暗通道先验算法进行仿真比较分析,来验证算法的有效性。

基于Hilbert-Huang变换的语音信号共振峰频率估计

由快速傅里叶变换(FFT)初步估计出的语音信号的各阶共振峰频率确定相应带通滤波器的参数,并用该参数对语音信号作滤波处理,对滤波后的信号进行经验模态分解(EMD)得到一族固有模态函数(IMF),按能量最大原则确定出含有共振峰频率的IMF,计算出该IMF的瞬时频率和Hilbert谱即得到语音信号的共振峰频率参数.实验结果表明,与传统方法相比,该方法无须对语音信号进行分帧截断,提高了语音信号共振峰频率估计的时频分辨率和准确性,能够更精确地反映共振峰频率随时间的快速变化.

Hilbert-Huang变换应用中的预处理方法研究

为提高Hilbert-Huang变换(HHT)中瞬时频率计算的真实性和稳定性,提出了一种信号的预处理方法.该方法首先对信号作傅里叶变换,然后根据插值点数作补零处理,再进行傅里叶反变换,完成傅里叶插值功能.对傅里叶插值处理后的信号作经验模态分解(EMD)得到一组固有模态函数(IMF),计算所有IMF的瞬时频率和幅值,最终获得信号时频分布的Hilbert谱.结果表明,该傅里叶插值的预处理方法能够有效消除和抑制HHT分析中的瞬时频率波动和虚假成分产生,增强了瞬时频率的准确性,提高了HHT方法的信号分析频率,该方法能有效应用于实际信号处理的HHT时频分析中.