一、机电设备振动分析处理数据转换平台的设计与实现（论文文献综述）
李婧[1]（2021）在《基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究》文中研究说明压电陶瓷具有极优的机电性能,是高效的电-力-声能量转换系统。功率超声换能器作为一类重要的能量转换振子,广泛应用在超声清洗、超声焊接、超声化学、超声加工等领域。压电材料已被证明具有出色的低介电损耗、优异的温度和时间稳定性和大的机电耦合能力等集成特性,对超声能量传递、转换和损耗机理的研究在绿色能源应用中起到重要推动作用。基于PZT的压电振子在高压-高温-大负载下工作,压电材料的机电性能参数高度敏感依赖于外界激励和负载工况的复杂动态特征,超声振子都会有不同程度的介电损耗和弹性损耗。避免压电振子机电性能发生突变,引起压电陶瓷严重的性能退化,发生不可逆转的改变,本文研究温度和机械应力对因极化引起的压电材料缺陷-能量域结构改变做了微观形貌和物相分析,揭示了温度场和一维力场下缺陷微观效应导致压电陶瓷畴域内部的铁电行为改变的机制,开展对压电材料介电弹性体的复杂机电行为演变的研究。探索接触界面的加工质量对声传播特性的影响,研究声负载变化对超声换能系统的能量输出稳定性和声能量传输品质的影响规律,对超声压电振子的频率响应、转换效率和阻抗匹配及装配工艺参数设计提供新的研究思路。主要研究内容如下:（1）研究Pb(Ti0.52Zr0.48)O3在外界温度变化和机械应力加载过程中材料微观结构相变演化规律及升温或外部加载对PZT-8断口微观组织形貌的影响。升温效应下,断口SEM成像表明:晶体内部缺陷密度变大,多晶缺陷处出现残余可切换极化的逐渐累积,形成明显加深的晶界线,平均粒径变大;而在单轴压作用下,晶界间形成了具有更小晶粒的畴壁分界线,多晶行为逐渐演变成为晶粒间的多晶缺陷处出现的疲劳损伤,平均粒径变小。在单一温度场或一维力场下晶格结构会发生变化,不同于室温下,转变激活能低,容易产生多相的相结构的转变。加温下,三方相的一个衍射峰逐渐过渡成四方相的两个衍射峰,加压下,四方相的两个衍射峰逐渐过渡成三方相的一个衍射峰。说明结构域切换使得各晶粒中的剩余极化和内能阈值的平衡受到破坏,材料的压电性能和机电性能发生相应的变化。（2）研究加热温度（Tc）、加热时间（Tt）、轴向压力（Pp）在老化天数（ta）下对Pb(Ti0.52Zr0.48)O3谐振频率fs的影响规律,分别为预测压电陶瓷在使用工况中温度和压力对单片压电振子乃至整个谐振系统的频率漂移提供定量评价体系。建立响应变量（谐振频率变化量（Δfs））与试验变量（Tc,Tt,Pp,ta）之间非线性函数关系-二次数学预测模型。通过响应曲面建立输入变量之间交互作用对单片PZT-8压电振子谐振频率Δfs的影响评价。（3）分别探究不同温度和应力水平下单片Pb(Ti0.52Zr0.48)O3电学参数的演化规律,用映射瀑布图表征Tc、Tt、Pp在ta下压电振子的电学参数（静态电容C1、动态电阻L1和动态电感R1）的演变趋势,在大功率条件下提供作为压电振子电学品质变化的判断依据;基于压电陶瓷畴结构的温度依赖性和大机械负载下的非线性行为,采用阻抗分析仪,得到单片压电振子在热-力环境下关键性能参数的变化,获得有效机电耦合系数keff和机械品质因数Qm的老化趋势,作为因老化效应对压电材料性能高精度影响的评价参考。（4）研究接触界面表面粗糙度（Sa）对复合棒超声压电振子keff和Qm的影响规律,利用脉冲光纤激光器和共聚焦扫描显微镜得到加工工艺参数和界面质量表征,探讨超声频振动在接触界面因反射或衰减产生波形微变对超声谐振系统性能的影响规律。建立响应变量（Δfs）与输入变量（预紧螺栓直径M（mm）和面粗糙度Sa（μm））之间非线性函数关系-二次预测模型。通过M-Sa响应曲面建立M和Sa之间交互作用对复合棒压电振子谐振频率fs的影响评价,探究界面粗糙度对压电振子机电性能的影响程度。（5）研究轻负载（液面高度HL（mm））和固体负载（单轴压Ps（MPa））对复合棒超声压电振子keff和Qm的影响规律,探究因声负载的变化造成波在传播过程中的吸收散射,对换能器的能量输出和转换效率的影响规律。分别建立响应变量（Δfs）与输入变量（M和HL,M和Ps）之间的非线性函数关系-二次预测模型,通过M-HL和M-Ps响应曲面,分别建立M和HL、M和Ps之间交互作用对复合棒压电振子谐振频率fs的影响评价,探究不同负载下超声换能系统处于失谐、非匹配状态的可能程度。
周冉[2]（2021）在《乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究》文中提出在国家和相关企业的鼓励下,新能源汽车得到了大力发展,其中电动汽车的使用量越来越多,但是电动汽车的续航能力问题依然被重视,因此积极探索新领域,研究新结构和开发新功能都刻不容缓。目前,续航能力的解决主要体现在攻克电池难题、收集振动能量和应用自供电技术。车辆行驶过程中悬架系统会产生振动使悬架两端进行相互运动,阻尼器用来减弱路面冲击,并且将悬架的机械能转化为热能,阻尼器产生的热能难以回收再利用进而造成了振动能量的浪费,如何收获和再利用被耗散的能量已成为能源收获领域的一个热门话题。此外,在设计新悬架的同时也不能忽略车辆安全性问题。本文在设计结构时考虑到占用底盘空间、减少摩擦损耗,降低结构复杂度,足够安全性和提供主动力等方面,因此基于音圈电机工作原理和麦弗逊被动悬架的结构,提出了一种高安全性、高集成化、低成本的新型乘用车磁力悬架。该磁力悬架的能量收集器依据法拉第电磁感应定律,并且参考音圈电机的工作原理设计而成,同时该能量收集器嵌入到传统的被动悬架中,分别与悬架的上下两端连接,与被动悬架构成并联关系。当车辆在路上行驶时,因道路不平导致车辆悬架系统产生振动,该馈能悬架可以将悬架系统的部分振动能量转换成可利用的电能为车载电子设备供电。因此,磁力悬架不仅具有传统被动悬架的安全性,而且与自供电技术相结合达到收集和利用电能的目的。本文首先结合现有馈能悬架的研究现状和存在的不足,对新型磁力悬架进行结构设计及磁场和悬架系统建模;对磁力悬架的馈能特性进行分析,以及研究磁力悬架的馈能应用;研究磁力悬架馈能特性和动力学特性之间的耦合特性;对装有磁力悬架的实车进行仿真分析。本文的具体研究内容包括以下几个方面:（1）设计一种能量收集器,并结合被动悬架的结构,对车辆磁力悬架进行设计,研究能量收集器与被动悬架之间的安装方法;应用Maxwell分析软件对能量收集器的磁感线进行分析,根据分析结果在气隙磁场中使用磁场分割法,并且基于等效磁路法,建立了能量收集器磁场和二自由度四分之一车的数学模型;制作了一个实验样机,搭建了悬架系统测试平台来研究磁力悬架的馈能机理,最后通过比较气隙磁感应强度的数值和测量结果,验证磁场模型的准确性。（2）根据悬架系统的数学模型求解出馈能模型,得到影响馈能特性的因素;在装置结构方面,分别研究定子和动子的结构参数对馈能的影响,其中定子包括磁铁,铁环和气隙,动子包括线圈匝数和线径大小;在悬架系统方面,分别研究悬架系统参数和外接负载电阻对馈能的影响;通过采集的输出电压数据,对不同负载电阻对馈能的影响进行实验验证。（3）选取的输入激励主要有冲击激励,周期激励和随机激励,研究不同激励下磁力悬架的馈能特性,其中变周期激励为变频率和变幅值,变冲击激励和变随机激励为变幅值;设计并搭建全桥整流滤波电路,研究在不同激励和外接电阻下通过整流滤波电路之后的输出电压变化情况;结合自供电技术,进行馈能应用实验,并且对点亮LED灯实验和自供电传感器实验进行研究分析。（4）与传统悬架系统进行对比,在不同激励下讨论了磁力悬架对车辆动力学特性的影响,并且对磁力悬架的变阻尼特性进行研究。采用收集功率,车身加速度和轮胎相对动载荷作为馈能悬架系统的三个性能评价指标,根据带有磁力悬架二自由度1/4车系统的数学模型研究了系统输入激励,机电耦合系数和外接负载电阻对磁力悬架耦合特性的影响。最后,进行了输入激励和外接负载电阻实验,验证磁力悬架的机电耦合特性。（5）研究装有磁力悬架实车的馈能和动力学特性,建立二自由度1/4车的非线性动力学模型,采用数值法求解出悬架系统馈能和动力学特性的变化规律。采用时域图,频域图,相图和庞加莱图分析系统振动响应,研究激励频率、悬架刚度、悬架阻尼和质量比对车辆系统馈能和动力学特性的影响。最后,磁力悬架与已研究的馈能悬架和其他馈能方式进行对比分析。最后对全文的研究结果进行总结,介绍了论文的创新点,并且根据已有的研究成果对磁力悬架的未来研究进行展望。
汪林[3]（2021）在《组合梁式压电俘能器参数辨识与响应特性研究》文中研究说明随着无线传感网络技术的高速发展,无线传感器在煤矿井下采掘设备的状态监测中得到越来越广泛的应用,然而传统的无线传感器大多采用电池供电,且反复的更换电池会使得传感器的后期维护工作量巨大,供电难题亟待解决。煤矿井下大型机械设备振动普遍存在,利用振动能量收集技术有望解决煤矿井下设备在线监测供电难题。针对煤矿井下采掘部位振源存在低频、宽频带、多方向等特点,课题组提出一种线形-拱形组合梁式压电能量收集装置。由于引入结构非线性及磁场非线性拓宽系统大幅响应带宽,系统动力学模型建立随之更加复杂,因此需要建立一个精确的动力学模型,揭示力-电-磁多场耦合下组合梁式压电俘能器幅频响应规律,优化俘能器结构参数以提高其俘能性能,这对组合梁式压电俘能器工业化应用意义重大。针对组合梁式压电俘能器,论文采用有限元方法仿真分析激励方向对压电悬臂梁输出性能影响,验证组合梁式压电俘能器多方向响应的有效性;随后采用磁化电流法对系统非线性磁力进行建模,得到对应磁力模型,探究系统磁场势能特性,并通过实验验证了磁力模型的正确性;最后结合Euler-Bernoulli梁理论、压电本构方程、Rayleigh-Ritz法,并基于拉格朗日方程建立压电俘能器系统动力学模型。针对系统动力学模型理论参数与实际参数存在偏差问题,论文利用压电俘能器短路及开路条件下响应输出特性,基于对数衰减法及脊线理论,对系统动力学方程中力学参数及电学参数展开辨识研究,得到系统阻尼、刚度等力学参数以及机电耦合系数、等效电容系数等电学参数解析表达式,并通过龙格库塔方法数值验证该模型的精确性。针对俘能器参数辨识过程中实验信号夹杂外部干扰信号问题,通过VMD数据滤波对实验数据进行处理,滤除外部干扰信号,最后辨识得到俘能器实际力学参数及电学参数值。针对系统动力学方程求解问题,论文采用谐波平衡法对系统响应特性进行分析,讨论不同磁铁间距、激励幅值、激励频率、负载阻抗等参数对系统幅频响应及功率输出特性影响规律。研究结果表明:系统幅频特性曲线存在硬特性,且存在多解及跳跃现象;磁铁间距及激励大小是影响系统能否越过势垒,进入大幅阱间运动关键因素;通过调节磁铁间距、增大激励幅值方式可使得系统获得较高的响应输出;磁铁间距、激励频率、激励幅值对系统输出功率均会产生影响,且系统最优阻抗主要由外界激励频率所决定。最后,搭建压电俘能器实验平台,测试了简谐激励下不同磁铁间距、激励幅值、激励频率、负载阻抗等外界条件下俘能器电压输出及功率输出响应特性。实验结果验证了本文理论分析结果的正确性,为组合梁式压电俘能器结构优化设计及工业化应用提供了理论支撑。
刘鑫[4]（2021）在《基于SystematICS平台的地铁空调机组轴承设备状态监控》文中认为地铁空调机组在投入运营后使用频繁,易出现空调机组故障,其中因轴承故障引起皮带摩擦冒烟导致现场设备存在消防安全隐患的问题尤为突出,严重影响地铁的平安运营。目前地铁空调机组设备监控信息在地铁综合监控系统平台以及环境与设备监控系统中较为分散和单一,仅对空调机组设备运行状态进行逐站监控。同时,由于线网空调机组设备众多,控制中心调度及专业人员在设备监控及巡检过程中按照固有模式难以覆盖到所有空调机组设备,无法对空调机组轴承故障发展趋势进行提前预警,或者获知空调机组轴承出现了故障。因此,研究地铁空调机组轴承设备状态的实时监控具有重要的意义。论文主要以现有的地铁通风空调系统、综合监控系统、环境与设备监控系统为平台,通过获取实时监测数据判断空调机组轴承设备运行状态,并根据轴承故障状态采取相应控制措施。论文首先对空调机组轴承典型故障进行分析,分析对比了多种轴承性能监测方法,研究确定了轴承运行状态的优劣参数及诊断标准,设计了地铁空调机组轴承设备状态监控系统软硬件方案,利用地铁现有设备及网络平台,通过增加振动传感器、数据监测点等措施,实现了轴承状态检测及振动超限时的报警与停机;同时对综合监控系统工作站各站空调机组设备监控信息进行集中整合,为设备监控及操作人员提供一个方便、直观的监视操作界面。地铁空调机组轴承设备监控系统完成后,通过对现场设备进行测试,验证了系统的有效性。目前该系统已在西安地铁线网中进行安装应用,系统上线后故障预防效果明显。
张向向[5]（2021）在《分布式机电系统远程监测与管理平台设计及实现》文中认为大型设备的研发和计算机技术的快速发展,促进了分布式机电系统的发展,但大型分布式机电设备为生产带来便利的同时也为多地域分布设备状态监测、设备管理、数据储存与处理带来了巨大的困难。大型工业生产中的分布式机电设备存在分散性、监测节点多元化、设备管理复杂化等特点,在分布式网络化智能监控中,每个独立运行的机电设备即是一个边缘节点,位于边缘节点的设备数据信息是对分布式机电设备进行高效监测与管理的重点所在。本文提出了一套基于嵌入式边缘节点开发的融合虚拟仪器技术的分布式机电系统远程监测与管理平台设计方案,开发了网络化的远程分布式机电设备监测及边缘节点管理平台,该系统可对处于不同地域的机电设备进行远程监测与设备信息的管理。主要研究工作及成果如下:（1）通过分析分布式机电系统的信号特点,设计数据采集系统,结合虚拟仪器技术,并采用嵌入式FPGA开发和数据传输技术完成边缘节点信号的可靠、高速采集及传输等功能。（2）为提高边缘节点数据分析的效率,利用一阶差分法有效剔除原始采样信号的奇异点,随之对信号进行最优变分模态分解（OVMD）,然后采用相关性分析判定各模态与原始信号的相关程度,从而准确获取真实运行信号与噪声源信号,实现机电系统边缘节点的信号预处理功能,以提高分布式机电系统边缘节点对本地数据的过滤、分析的效率及其准确性。（3）结合System Link技术实现信号的远程传输,完成在远程终端的信号监测,设计远程监测方案,在远程系统终端实现对边缘节点设备运行状态的监测与高效管理,采用远程软件驱动等部署技术实现对远程设备的统一管理与升级。为分布式系统海量运行数据的存储、挖掘、云端计算与应用奠定基础,为故障诊断等技术提供可靠的数据支撑。（4）为了验证所设计平台的实际应用效果,采用实验室三台机电设备作为平台监测与管理对象,使用本文技术验证设计结果。实验表明,本文所设计实现的监测平台能够可靠地采集到设备运行数据,经所开发的边缘节点预处理技术实现边缘节点信号的提取与重构,通过终端服务器能够良好地监测远程设备运行状态,实现高效的分布式设备软硬件管理。该实验平台的设计具有可靠性及可扩展性,为分布式系统海量运行数据的存储、挖掘、云端计算与应用奠定基础,为故障诊断等技术提供可靠的数据支撑,为之后课题组平台设计的开发及健康监测、故障诊断奠定坚实的基础。
李伊博[6]（2021）在《压电俘能器供电的温度测量系统设计及试验研究》文中提出农业作为国民经济中重要的产业之一,是人类衣食之源、生存根本。随着农业的迅速发展,我国农业大棚的数量不断增加。目前,用于温度测量的方式主要有温度计测量和传感器采集两种方式。温度计测量出的温度数据需要人工读取不够精确。用于测温的传感器设备中依然有部分采用化学电池供电,不仅需要定期更换电池,且对环境造成的污染也不容小觑。本文提出利用压电能量采集技术替代传统的电池供温度传感器使用。主要工作内容如下:（1）首先,对压电悬臂梁发电装置进行分析,测得压电悬臂梁谐振频率为26.8 Hz,适合农用温室大棚结构的振动频率范围。使压电悬臂梁在谐振频率下对电容进行充电,充电2小时,电容内储存的电能为2.68×10-2J。针对不同的压电能量采集接口电路的输出特性进行了实际验证。在对比了不同的能量采集电路的基础之上设计了基于干簧管峰值检测的能量采集接口电路,电路可以稳定输出4 V的电压,充电10分钟,电容内储能14.25×10-2J,采集效率是全桥整流电路的32倍。采集电路的输出电压与能量管理芯片LTC3588-1的输入电压2.7 V～20 V相符合,实现了能量的稳定转化功能。（2）从实际农业工程的应用角度出发,明确了本研究的温度测量系统的设计要求,并依据设计要求确定系统的整体设计方案。在硬件电路设计方面,完成温度传感器、微控制器和无线传输模块的选型,进行温度测量系统的整体电路优化设计;在软件程序开发方面,完成包括温度采集、数据处理和无线传输程序设计,最终在线上调试工作后将程序下载到开发板进行试验,试验结果表明程序运行良好。（3）绘制温度测量系统电路原理图及PCB板图,并对绘制的板图进行加工制作实物。通过搭建相应的试验平台,试验结果表明:在工作模式下,整个系统消耗的功率为952.05μW,睡眠模式消耗功率为6.765μW。压电振动能量采集器输出的电能足够为温度传感器采集系统供电,最后对比了温度测量的准确性,实现温度监测。验证了采用压电能量采集技术将机械振动能量转化为电能为传感器供电的方式具有可行性与高效性。
李硕[7]（2021）在《基于BOA-SVM的矿用减速器轴承故障诊断》文中指出在矿山企业的大型机电设备中,矿用减速器在生产过程中承担着传递动力的关键作用,减速器的正常运行对矿山企业的安全生产具有重要意义。滚动轴承作为矿用减速器的关键部件,常在大负荷、连续长时间运转或维护保养不及时等工况下运行,因此容易受到损害。滚动轴承故障不仅影响减速器的正常工作,造成企业计划外的停机停产,还可能会因为机电设备故障导致井下通风、供排水、运煤运矸等环节宕机带来安全生产事故,严重情况时更会对井下工作人员人身安全带来威胁。因此研究并建立矿用减速器轴承故障诊断系统对于减少事故发生、保障设备平稳运行具有重要现实意义。本文对矿用减速器轴承的故障类型展开深入研究,并为实现在复杂工况环境下有效采集信号设计了一种信号采集硬件平台。该信号采集平台能够高速采集减速器滚动轴承的振动数据,并可通过以太网或RS485等接口将监测数据上传至地面工控机。依据滚动轴承故障数据特征特点,采用小波包变换技术提取振动信号分解后重构的能量值,利用各个频带的能量值占比构建特征向量。采用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）分类模型识别滚动轴承故障特征。由于SVM的分类效果依赖于关键参数的选取,因此本文提出利用贝叶斯优化算法（Bayesian Optimization Algorithm,BOA）寻找SVM的最优参数值,并建立一种基于小波包分解能量算法特征提取与BOA-SVM相结合的故障诊断模型。为了验证本文所提故障诊断方法的有效性,除采用贝叶斯优化算法外,还分别利用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）及遗传算法（Genetic Algorithm,GA）对支持向量机的关键参数进行优化。通过对比PSO-SVM和GA-SVM分类模型的实验结果,发现BOA-SVM分类模型能够更加快速的诊断轴承故障,并且有效提高了故障诊断的准确率。从而表明本文在研究滚动轴承的故障分析及矿用减速器的故障诊断领域具有一定的理论研究意义与实用价值。
王立标[8]（2021）在《磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究》文中研究指明为提高车辆的抗侧倾性能,主动横向稳定杆技术已成为研究的热点。磁阻电机式主动横向稳定杆采用磁阻电机作为驱动装置,与无刷直流电机和液压泵驱动的主动横向稳定杆相比,具有结构简单、无退磁、响应快及良好的抗堵转能力的优点。然而,磁阻电机式主动横向稳定杆是由机械、电磁和电气控制参数多参量耦合的典型机电复合传动系统。针对系统存在多参量耦合特性,本文从机电耦合角度出发,开展机械-电磁耦合下系统的非线性振动和电气-电磁耦合下功率变换器的非线性特性及其控制研究。本文的主要研究内容如下:（1）设计了应用于车辆主动横向稳定杆的磁阻电机。通过建立车辆侧倾平衡方程,计算出适用于车辆的磁阻电机目标转矩。根据目标转矩,间接计算出磁阻电机的额定功率,并基于经验法设计了相应的磁阻电机。最后采用有限元和加载实验对电机进行性能验证,得出转速运行在1500r/min时,电机能获得3Nm的平均转矩,验证了所设计的磁阻电机满足车辆横向稳定杆系统抗侧倾力矩的需求。（2）磁阻电机非线性磁链曲线建模。磁场是机械系统与电磁系统耦合的桥梁,获得磁链模型是分析系统机电耦合特性的基础。为研究磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合特性,设计了反馈层含logistics映射的CDRNN网络,基于该网络对磁阻电机非线性指数磁链模型的参数进行估计,获得了磁阻电机非线性磁链解析模型。将解析模型计算的磁链值与实验数据进行比较,得出磁链误差不超过0.015Wb,验证了提出的解析磁链模型的有效性。（3）机械-电磁耦合下系统非线性特性分析。基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,利用多尺度法对其进行求解,获得了系统在稳态运动时的主共振振幅方程以及系统稳定性的确定方程,并进一步采用数值和实验法分别对系统在负载激励下的非线性特性进行了研究,通过对系统的加速度及其单位频谱采集计算,得出系统在负载低频激励时不仅存在基频分量的振动,还存在非整数倍谐波振动分量,表明系统在低频负载激励下会产生相应的非线性振动。（4）电机功率变换器的电气-电磁耦合特性研究。在磁阻电机不对称半桥功率变换器的工作状态分析基础上,建立了其励磁、续流和退磁三状态的时域模型,并考虑控制系统参数的影响,基于电流的边界特性获得了功率变换器的分段离散模型。通过不动点稳定性理论对功率变换器的分段离散模型进行了周期1下的稳定性分析,得到了控制与电磁参数耦合下系统临界稳定的边界条件。采用数值和实验法对磁阻电机功率变换器存在电气-电磁参数耦合下的动力学特性进行了研究,得出当系统参数进入特定区域时电机电流功率谱出现连续性,表明系统存在复杂的非线性特性。（5）基于反演滑模的自适应控制系统设计及实现。考虑系统存在外部干扰的情况,设计了自适应反演滑模控制器以提高车辆抗侧倾性能,并基于Car Sim和MATLAB/Simulink联合仿真平台对车辆在双移线工况下进行仿真验证。在考虑不平路面干扰下,相比于被动稳定杆和滑模控制法,提出的自适应反演滑模法能有效降低车辆的侧倾角。为进一步验证控制方法的有效性,设计了控制系统的软硬件,并搭建了可模拟不平路面激励的试验台架。通过实验得出在不平路面激励下,所设计的控制器使车辆的侧倾角得到了控制,验证了本文提出的自适应反演滑模控制方法的有效性。综上所述,本文建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,进行了相关参数激励下的非线性动态特性研究。开发了基于反演滑模的车辆侧倾自适应控制系统及模拟不平路面激励下的性能试验平台。论文的研究工作为提高车辆机电传动部件的可靠性和改善车辆抗侧倾性能提供了参考。
杨世童[9]（2021）在《压电换能器表面微形变检测及其在谐振特性分析中的应用》文中进行了进一步梳理压电换能器是一种可以实现电能与机械能相互转化的器件,被广泛应用于生活、科技、军事、航空等各个方面。其中,检测换能器谐振模态是实现大功率输出和高效能量转换的重要手段。由于换能器的材料和工艺不同,且国内外缺少对压电换能器共振模态下表面微形变场分布的检测方法,给研究人员对压电换能器谐振特性研究带来了较大的困难,严重阻碍了压电换能器的研发与生产。因此检测并定量分析压电换能器谐振模态下表面微形变场的分布,实现压电换能器谐振特性的分析,对促进科研人员实现高性能压电换能器的研发具有重要意义。当前,激光干涉检测在测振领域中越来越普遍,其高精度、非接触、高带宽的检测特点,为实现换能器表面动态微形变检测提供了新途径。因此本文旨在提出一种针对压电换能器的表面动态微形变信号采集、优化降噪与三维重构方法。具体而言,本文首先阐述了压电换能器在工程领域的作用,并对国内外激光干涉检测技术进行了概述,然后基于压电本构方程对压电换能器的机电耦合模型进行了理论建模与仿真分析研究,随后设计并搭建了实验平台并编写了自动化检测软件系统,进而实现对采集数据的降噪处理与三维重构,最后基于所开发的表面微形变场重构技术开展了不同参数下压电换能器谐振特性研究并将实验结果与仿真进行了对比分析。本文核心研究工作内容如下:（1）推导了压电换能器的机电耦合模型,定性分析了电路状态方程、机械振动方程和机电等效模型。再通过有限元仿真进行定量分析,探究激励信号电参数对压电换能器幅值的影响。（2）实现了激光干涉微形变检测平台构建并编写了软件采集功能。设计了人机交互界面、二维平面扫描、数据采集、数据存储的全自动检测流程,整个过程对采集数据归类整理,为后续的实验数据处理提供大量可靠数据样本。（3）实现了采集数据的整理、存储、优化降噪、结果叠加、差值算法等数据处理方法,获取了压电换能器表面微形变的重构图。详细介绍了三种降噪算法的实现过程,其中包括数据拟合算法、滤波器降噪、平滑VMD算法,并进行选优。（4）为验证本文提出的方法与实验结果是否正确,分别验证了不同情况下压电换能器表面微形变,将其结果与理论仿真对比,证明了本文中所用到的方法在激光测振中的适用性,以及压电换能器的模态变化规律,为寻找压电材料的高效机电转换率提供了新方法。
张玉皓[10]（2021）在《汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究》文中认为汽轮发电机组是电力生产的主要设备,作为能量转换和输出的中间环节,其轴系在蒸汽和电磁力矩的作用下产生弹性角变形和扭转振动,可能诱发轴系疲劳损伤。本文以轴系弯扭振动模型为基础,通过在线工作变形分析评估轴系安全性,提出了更加准确的扭振测量方法,开发了扭振监测和安全性分析系统,研究成果有助于避免扭转振动故障造成机组严重损伤、提高机组运行安全性。首先,分析并建立叶盘系统的动力学模型并进行固有特性分析,利用动能等效方法,给出了长叶片轴段在扭振建模中的刚性盘等效条件。推导了Timoshenko弯扭梁轴单元模型,系统模型考虑了弹性支承、刚性支承的影响,以及陀螺力矩的作用,建立了轴-盘-支承系统的有限元模型,通过仿真分析了轴系的弯扭振动固有特性。利用矢量叠加原理构建轴截面同步旋转向量,用于分析旋转轴系扭振或弯扭振动的调制特征。其次,通过轴系危险截面与典型结构应力分析相结合的方式开展轴系的安全性分析。利用惯性单元和弹性单元建立的轴系扭振模型,进行轴系截面安全性分析;对于轴系典型结构,利用内嵌有限元工具组件的方式,建立典型结构的有限元模型,导入实测扭转载荷数据,对典型轴系部件进行在线应力分析。实现轴系危险截面与典型部件结构的安全性分析。再次,考虑到旋转运动和扭转振动具有相同的物理量纲,可实现转角和扭角的同源测量,提出了广义增量编码器模型的扭振测量方法。利用编码盘半周期角序重构,不改变整周期分度角的特点,提出了双周期的瞬时角速度计算方法,该方法可以在硬件条件不变的情况下增大一倍扭振信号采样率,避免带宽闲置现象。并从信号采样的角度解释了扭振信号的非对称失真和非对称采样的现象。分析了位移测量型的增量编码器的输出调频-调幅信号的形成机理,提出了等周期高差测距型编码器模型用以实现弯扭振动的测量方法。通过仿真和实验的方式对上述方法的正确性和有效性进行了验证。最后,结合核电汽轮机组的扭振监测与分析的工程应用需求和已有的工程经验,整合本文研究内容进行了工程技术的转化。研发了汽轮发电机组的轴系扭振在线监测与分析的成套装置。为了适应不同类型的扭振监测需求,引入数据中台和组态页面的开发模式,并采用时序数据库重新构建了数据结构和数据管理平台,通过功能与数据灵活组合配置,实现扭振监测装置的功能扩展。
二、机电设备振动分析处理数据转换平台的设计与实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、机电设备振动分析处理数据转换平台的设计与实现（论文提纲范文）
（1）基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 压电陶瓷发展概况 |
| 1.1.1 压电材料分类 |
| 1.1.2 硬性压电材料制备方法概述 |
| 1.1.3 PZT在热-力环境下的老化效应研究现状 |
| 1.1.4 压电陶瓷机电特性研究现状 |
| 1.2 功率超声振子能量损失研究概述 |
| 1.2.1 功率超声振子研究进展 |
| 1.2.2 功率超声振子能量转换影响的研究进展 |
| 1.2.3 功率超声振子能量损失影响的研究进展 |
| 1.2.4 功率超声振子能量在接触界面的研究进展 |
| 1.3 功率超声振子在不同负载下机电性能的研究概述 |
| 1.3.1 功率超声振子在硬性负载下的研究现状 |
| 1.3.2 功率超声振子在软性负载下的研究现状 |
| 1.4 选题的背景及意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2.纵向振动复合棒超声压电振子设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 33k纵向振动压电换能器理论设计 |
| 2.2.1 压电陶瓷元件振动模式与压电方程 |
| 2.2.2 压电材料及压电换能器的主要性能参数 |
| 2.2.3 有损耗的晶片级联的机电等效图 |
| 2.2.4 压电换能器的机械共振频率方程 |
| 2.2.5 功率超声电源的选型 |
| 2.3 33k纵向振动变幅杆理论设计 |
| 2.3.1 变幅杆主要性能参数 |
| 2.3.2 变幅杆分类 |
| 2.3.3 超声变幅杆的选型和固定 |
| 2.3.4 半波长圆截面阶梯型变幅杆频率方程 |
| 2.3.5 复合棒纵向振动超声压电振子共振频率方程 |
| 2.4 33k超声压电振子COMSOL有限元分析 |
| 2.4.1 压电振子模型建立 |
| 2.4.2 压电振子模态分析 |
| 2.4.3 压电振子谐响应分析 |
| 2.5 试验设计方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.单片纵向压电振子在温度场下的机电性能演变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加温下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的老化理论模型 |
| 3.3 加温下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的微观组织及物相分析 |
| 3.3.1 加温试验平台 |
| 3.3.2 显微结构 |
| 3.3.3 物相结构 |
| 3.4 不同温度下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3电学参数的演变 |
| 3.4.1 温度影响下的单片PZT-8等效电路模型 |
| 3.4.2 温度对单片PZT-8动态电容C_1的老化影响 |
| 3.4.3 温度对单片PZT-8动态电感L_1的老化影响 |
| 3.4.4 温度对单片PZT-8动态电阻R_1的老化影响 |
| 3.5 不同温度下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3机电性能演变 |
| 3.5.1 温度对单片PZT-8谐振频率f_s的老化影响 |
| 3.5.2 温度对单片PZT-8有效机电耦合系数k_(eff)的老化影响 |
| 3.5.3 温度对单片PZT-8机械品质因数Q_m的老化影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.单片纵向压电振子在一维力场下的机电性能演变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一维轴向压力下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的老化理论模型 |
| 4.3 一维轴向压力下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的微观组织及物相分析 |
| 4.3.1 加力试验平台 |
| 4.3.2 显微结构 |
| 4.3.3 物相结构 |
| 4.4 一维轴向压力下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3电学参数的演变 |
| 4.4.1 单轴压影响下单片PZT-8的等效电路模型 |
| 4.4.2 一维压缩应力对单片PZT-8动态电容C_1的老化影响 |
| 4.4.3 一维压缩应力对单片PZT-8动态电感L_1的老化影响 |
| 4.4.4 一维压缩应力对单片PZT-8动态电阻R_1的老化影响 |
| 4.5 一维轴向压力下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的机电性能演变 |
| 4.5.1 一维压缩应力对单片PZT-8谐振频率f_s的老化影响 |
| 4.5.2 一维压缩应力对单片PZT-8有效机电耦合系数k_(eff)的老化影响 |
| 4.5.3 一维压缩应力对单片PZT-8机械品质因数Q_m的老化影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.复合棒超声压电振子在接触界面的机电特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 接触界面建模 |
| 5.3 激光加工接触界面的表征 |
| 5.3.1 超声压电振子的装配 |
| 5.3.2 激光加工接触界面的工艺参数 |
| 5.3.3 接触界面微观形貌表征 |
| 5.3.4 接触界面粗糙度表征 |
| 5.4 复合棒超声压电振子在不同接触界面下的机电特性分析 |
| 5.4.1 接触界面粗糙度对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 5.4.2 接触界面粗糙度对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 5.4.3 接触界面粗糙度对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.复合棒超声压电振子在不同负载下的机电特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负载分类 |
| 6.3 液体负载下复合棒超声压电振子的机电特性分析 |
| 6.3.1 液体负载试验平台 |
| 6.3.2 液面高度对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 6.3.3 液面高度对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 6.3.4 液面高度对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 6.4 固体负载下复合棒超声压电振子的机电特性分析 |
| 6.4.1 固体负载试验平台 |
| 6.4.2 力负载对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 6.4.3 力负载对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 6.4.4 力负载对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7.结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 馈能悬架概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 馈能悬架研究现状 |
| 1.3.2 馈能悬架馈能特性与自供电技术研究现状 |
| 1.3.3 馈能悬架动力学特性研究现状 |
| 1.4 目前存在的问题 |
| 1.5 本文的研究目的和研究内容 |
| 第2章 磁力悬架的结构设计及理论模型 |
| 2.1 磁力悬架的结构设计及工作原理 |
| 2.1.1 磁力悬架的结构设计 |
| 2.1.2 磁力悬架的工作原理 |
| 2.2 二自由度1/4 车动力学模型 |
| 2.3 能量收集器的磁场模型和馈能模型 |
| 2.3.1 磁场模型 |
| 2.3.2 馈能模型 |
| 2.4 磁场仿真与分析 |
| 2.5 实验研究 |
| 2.5.1 磁力悬架原理样机 |
| 2.5.2 磁感应强度实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 磁力悬架馈能特性的影响分析 |
| 3.1 分析影响馈能特性的参数 |
| 3.2 定子对馈能特性的影响 |
| 3.2.1 永磁铁厚度对馈能特性的影响 |
| 3.2.2 铁制圆环厚度对馈能特性的影响 |
| 3.2.3 定子气隙厚度对馈能特性的影响 |
| 3.3 动子对馈能特性的影响 |
| 3.3.1 线圈厚度对馈能特性的影响 |
| 3.3.2 线径大小对馈能特性的影响 |
| 3.4 1/4 车系统参数对馈能特性的影响 |
| 3.4.1 簧载质量对馈能特性的影响 |
| 3.4.2 悬架刚度对馈能特性的影响 |
| 3.4.3 悬架阻尼对馈能特性的影响 |
| 3.4.4 轮胎刚度对馈能特性的影响 |
| 3.5 负载电阻对馈能特性的影响 |
| 3.6 实验研究 |
| 3.6.1 磁力悬架的实验台 |
| 3.6.2 磁力悬架的馈能实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 激励对馈能特性的影响分析及馈能应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激励对馈能特性的影响 |
| 4.2.1 周期激励对馈能特性的影响 |
| 4.2.2 冲击激励对馈能特性的影响 |
| 4.2.3 随机激励对馈能特性的影响 |
| 4.3 馈能特性实验研究 |
| 4.3.1 不同激励实验 |
| 4.3.2 馈能电路实验 |
| 4.4 馈能应用实验研究 |
| 4.4.1 点亮LED实验 |
| 4.4.2 自供电无线传感实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磁力悬架系统的动力学特性分析 |
| 5.1 磁力悬架系统的性能指标 |
| 5.1.1 馈能功率 |
| 5.1.2 车身加速度 |
| 5.1.3 轮胎相对动载荷 |
| 5.2 磁力悬架系统的动力学特性分析 |
| 5.2.1 磁力悬架阻尼特性 |
| 5.2.2 磁力悬架动力学特性 |
| 5.3 馈能特性与其动力学特性耦合分析 |
| 5.3.1 分析影响耦合特性的参数 |
| 5.3.2 系统输入激励对耦合特性的影响 |
| 5.3.3 机电耦合系数对耦合特性的影响 |
| 5.3.4 外部负载电阻对耦合特性的影响 |
| 5.4 实验研究 |
| 5.4.1 动力学特性实验 |
| 5.4.2 耦合特性实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 实车系统的特性仿真分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 1/4 车非线性数学模型 |
| 6.3 1/4 车系统的非线性特性分析 |
| 6.3.1 无量纲激励频率对车辆系统特性的影响 |
| 6.3.2 无量纲悬架刚度对车辆系统特性的影响 |
| 6.3.3 无量纲悬架阻尼对车辆系统特性的影响 |
| 6.3.4 无量纲质量比对车辆系统特性的影响 |
| 6.4 对比分析 |
| 6.4.1 时域路面不平度的模型 |
| 6.4.2 馈能效果对比 |
| 6.4.3 振动效果对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（3）组合梁式压电俘能器参数辨识与响应特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 压电式能量收集技术研究现状 |
| 1.2.2 参数辨识研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 压电俘能系统总体方案设计 |
| 2.1 系统需求 |
| 2.1.1 井下工况环境分析 |
| 2.1.2 俘能方案选择分析 |
| 2.2 压电俘能器多方向敏感性分析 |
| 2.3 系统总体方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 压电俘能器系统非线性动力学建模 |
| 3.1 组合梁式压电俘能器结构 |
| 3.2 磁场非线性建模分析 |
| 3.2.1 非线性磁力模型 |
| 3.2.2 非线性磁力分析 |
| 3.3 压电俘能器系统动力学模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 压电俘能器系统参数辨识 |
| 4.1 参数辨识技术 |
| 4.2 系统力学参数辨识 |
| 4.2.1 系统力学参数模型 |
| 4.2.2 力学参数辨识数值验证 |
| 4.3 系统电学参数辨识 |
| 4.3.1 系统电学参数模型 |
| 4.3.2 电学参数辨识数值验证 |
| 4.4 压电俘能器系统参数辨识实验分析 |
| 4.4.1 变分模态分解 |
| 4.4.2 压电俘能器力学参数辨识 |
| 4.4.3 压电俘能器电学参数辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 压电俘能器系统动力学模型求解与响应特性分析 |
| 5.1 系统动力学模型分析与求解 |
| 5.1.1 谐波平衡法 |
| 5.1.2 动力学方程求解 |
| 5.2 系统幅频响应特性分析 |
| 5.2.1 压电俘能器势能特性研究 |
| 5.2.2 不同磁铁间距下幅频响应特性分析 |
| 5.2.3 不同激励幅值下幅频响应特性分析 |
| 5.2.4 不同阻尼系数下幅频响应特性分析 |
| 5.3 系统功率输出响应特性分析 |
| 5.3.1 不同磁铁间距下功率输出特性分析 |
| 5.3.2 不同激励幅值下功率输出特性分析 |
| 5.3.3 不同激励频率下功率输出特性分析 |
| 5.3.4 不同阻尼系数下功率输出特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 压电俘能器实验性能测试 |
| 6.1 压电俘能器实验测试平台 |
| 6.1.1 实验测试平台搭建及原理介绍 |
| 6.1.2 实验样机制作 |
| 6.2 压电俘能器实验性能测试研究 |
| 6.2.1 压电俘能器幅频响应特性实验研究 |
| 6.2.2 压电俘能器功率输出特性实验研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）基于SystematICS平台的地铁空调机组轴承设备状态监控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 空调机组轴承故障分析 |
| 2.1 空调机组主要技术参数 |
| 2.2 空调机组轴承结构及原理 |
| 2.3 轴承常见故障以及产生原因 |
| 2.4 空调机组轴承故障典型事件分析 |
| 2.5 空调机组轴承故障危害 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 空调机组轴承设备状态监控系统架构与理论分析 |
| 3.1 空调机组轴承设备状态监控系统架构组成部分 |
| 3.2 状态信号采集的理论分析 |
| 3.2.1 空调机组轴承状态监测方法选择 |
| 3.2.2 振动测量方式 |
| 3.2.3 空调机组轴承振动传感器的选择与固定方式 |
| 3.2.4 空调机组轴承振动测点的选择 |
| 3.2.5 被测空调机组的运行条件 |
| 3.2.6 空调机组轴承的控制 |
| 3.3 状态信号特征值的理论分析 |
| 3.3.1 振动信号的特征值 |
| 3.3.2 时域振动振幅特征的描述 |
| 3.4 状态识别与决策理论分析 |
| 3.4.1 空调机组轴承故障的诊断方法 |
| 3.4.2 轴承故障的简易标准 |
| 3.4.3 振动烈度的分级 |
| 3.4.4 轴承通用振动评价标准 |
| 3.4.5 运行限值 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 空调机组轴承设备状态监控系统的设计方案 |
| 4.1 空调机组轴承设备状态监控系统总体设计思路 |
| 4.1.1 系统设计思路 |
| 4.1.2 站内机电设备监控系统的接入 |
| 4.1.3 空调机组轴承状态监控系统硬件组成 |
| 4.2 Systemat ICS平台 |
| 4.3 BAS(环境与设备监控系统) |
| 4.3.1 中心ISCS-BAS监控功能 |
| 4.3.2 车站ISCS-BAS监控功能 |
| 4.3.3 BAS子系统设备现场布置原则 |
| 4.3.4 BAS子系统设备监控功能 |
| 4.3.5 BAS与通风空调专业的接口 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 空调机组设备监控系统功能实现 |
| 5.1 数据采集及通信模块功能硬件部分实现 |
| 5.1.1 振动传感器选型 |
| 5.1.2 传感器安装位置与数量的选择 |
| 5.1.3 传感器安装方式的确定 |
| 5.1.4 数据采集及通信模块功能硬件部分实现小结 |
| 5.2 数据采集及通信模块功能软件部分实现 |
| 5.2.1 BAS系统部分PLC软件编程 |
| 5.2.2 综合监控系统软件编程 |
| 5.2.3 数据采集及通信模块功能软件部分实现小结 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 监控系统现场安装与测试 |
| 6.1 测试整体情况 |
| 6.2 测试图谱分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）分布式机电系统远程监测与管理平台设计及实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 分布式机电系统概述 |
| 1.3 分布式机电系统的远程监测与管理现状 |
| 1.3.1 远程监测与管理系统介绍 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.3.3 目前研究中存在的问题 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 本文研究内容 |
| 1.4.2 本文章节安排 |
| 2 分布式机电系统远程监测与管理技术及方法 |
| 2.1 分布式机电系统监测与管理结构 |
| 2.1.1 分布式机电系统监测功能需求 |
| 2.1.2 关键技术分析 |
| 2.2 虚拟仪器应用 |
| 2.2.1 Lab VIEW开发工具 |
| 2.2.2 Compact RIO控制器 |
| 2.2.3 System Link技术 |
| 2.3 总体框架设计及功能介绍 |
| 2.3.1 分布式机电系统远程监测硬件架构 |
| 2.3.2 分布式机电系统远程监测软件架构 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 边缘节点在线监测功能开发 |
| 3.1 数据采集系统技术研究 |
| 3.1.1 基于c RIO的数据采集平台的实现 |
| 3.1.2 机电系统信号特点及采集设计 |
| 3.2 数据采集软件开发架构 |
| 3.3 系统配置模块 |
| 3.3.1 登录模块 |
| 3.3.2 硬件参数配置 |
| 3.3.3 采集参数设计 |
| 3.4 边缘节点采集系统功能实现 |
| 3.4.1 嵌入式FPGA开发 |
| 3.4.2 RT程序设计 |
| 3.4.3 传感器标定及数据转换 |
| 3.4.4 上位机程序设计 |
| 3.4.5 数据通信 |
| 3.4.6 数据存储与回放 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 边缘节点数据预处理方法 |
| 4.1 基本理论 |
| 4.1.1 一阶差分法 |
| 4.1.2 变分模态分解 |
| 4.1.3 相关性分析 |
| 4.2 基于最优VMD的预处理方法 |
| 4.2.1 最优K值确定 |
| 4.2.2 预处理流程 |
| 4.2.3 预处理性能指标 |
| 4.3 预处理方法仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 远程监测与管理平台设计 |
| 5.1 远程监测与管理平台搭建 |
| 5.1.1 基于System Link的远程监测平台的实现 |
| 5.1.2 远程系统通信 |
| 5.2 基于System Link的远程监测设计 |
| 5.2.1 Lab VIEW程序设计 |
| 5.2.2 网页化数据显示设计 |
| 5.3 基于System Link的远程管理设计 |
| 5.3.1 设备管理 |
| 5.3.2 软件管理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于实验室机电设备的测试与验证 |
| 6.1 测试环境搭建 |
| 6.1.1 实验环境搭建 |
| 6.1.2 机电设备概况 |
| 6.2 数据采集与传输验证 |
| 6.3 边缘节点信号预处理 |
| 6.4 远程监测功能实现 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）压电俘能器供电的温度测量系统设计及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与趋势 |
| 1.2.1 压电能量采集技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 无线传感系统供电方式现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 压电俘能器供电的温度系统总体设计方案 |
| 2.1 系统总体方案 |
| 2.1.1 系统设计需求分析 |
| 2.1.2 应用场景 |
| 2.2 压电俘能器装置方案设计 |
| 2.2.1 压电俘能器 |
| 2.2.2 能量采集电路设计 |
| 2.2.3 压电俘能器供能测试 |
| 2.2.4 能量管理单元 |
| 2.3 温度测量系统方案设计 |
| 2.3.1 温度采集部分设计 |
| 2.3.2 数据处理部分设计 |
| 2.3.3 无线传输部分设计 |
| 2.3.4 系统输出的电压和功率分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 温度测量系统软硬件设计 |
| 3.1 温度采集系统硬软件设计 |
| 3.1.1 温度采集电路设计 |
| 3.1.2 主控芯片及外围电路设计 |
| 3.1.3 无线数据传输模块设计 |
| 3.2 温度采集系统软件设计 |
| 3.2.1 节点初始化 |
| 3.2.2 TMP117 传感器测温程序 |
| 3.2.3 温度数据处理程序 |
| 3.2.4 数据无线传输程序 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 温度测量系统工作试验测试 |
| 4.1 搭建试验平台 |
| 4.1.1 压电俘能器平台搭建 |
| 4.1.2 温度测量系统平台搭建 |
| 4.2 温度测量系统工作测试 |
| 4.2.1 传感器供电测试 |
| 4.2.2 系统测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 附件 |
（7）基于BOA-SVM的矿用减速器轴承故障诊断（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 故障诊断技术发展概况 |
| 1.2.2 滚动轴承故障特征提取研究现状 |
| 1.2.3 滚动轴承故障特征分类方法研究现状 |
| 1.3 课题研究的主要内容及各章节安排 |
| 2 矿用减速器轴承故障类型分析及信号采集平台设计 |
| 2.1 矿用减速器结构 |
| 2.2 滚动轴承主要失效形式 |
| 2.3 滚动轴承振动机理分析 |
| 2.4 滚动轴承常用故障诊断方法 |
| 2.5 滚动轴承振动信号分析 |
| 2.5.1 振动信号时域分析 |
| 2.5.2 振动信号频域分析 |
| 2.6 矿用减速器信号采集平台硬件设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于小波包的减速器轴承故障特征提取方法 |
| 3.1 小波包分解理论 |
| 3.1.1 连续小波变换 |
| 3.1.2 小波包分解原理 |
| 3.1.3 小波基选择 |
| 3.2 小波包能量算法原理 |
| 3.3 基于小波包的轴承故障特征提取 |
| 3.4 特征量分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于贝叶斯优化的支持向量机模型 |
| 4.1 支持向量机理论基础 |
| 4.1.1 线性支持向量机研究 |
| 4.1.2 非线性支持向量机研究 |
| 4.2 支持向量机多元分类 |
| 4.2.1 一对多组合分类算法 |
| 4.2.2 一对一组合分类算法 |
| 4.2.3 决策树分类算法 |
| 4.3 基于贝叶斯优化算法的SVM故障分类算法研究 |
| 4.3.1 贝叶斯优化算法的基本原理 |
| 4.3.2 贝叶斯优化算法的参数优化流程 |
| 4.4 支持向量机故障诊断模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 减速器轴承故障诊断实验结果分析 |
| 5.1 实验平台介绍 |
| 5.2 基于支持向量机的轴承故障诊断实验 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 PSO-SVM故障诊断模型 |
| 5.3.2 GA-SVM故障诊断模型 |
| 5.3.3 BOA-SVM故障诊断模型 |
| 5.3.4 不同故障诊断模型识别效果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆主动稳定杆原理及控制研究现状 |
| 1.2.2 磁阻电机非线性振动及控制研究现状 |
| 1.2.3 机电系统机电耦合非线性振动及控制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 车用主动横向稳定杆磁阻电机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机式主动横向稳定杆及目标转矩计算 |
| 2.2.1 电机式主动横向稳定杆系统 |
| 2.2.2 磁阻电机目标转矩计算 |
| 2.3 磁阻电机设计及有限元分析 |
| 2.3.1 磁阻电机设计 |
| 2.3.2 磁阻电机有限元静态磁场分析 |
| 2.3.3 磁阻电机有限元瞬态磁场分析 |
| 2.4 磁阻电机加载实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁阻电机非线性磁链模型 |
| 3.2.1 基于指数函数的磁链模型 |
| 3.2.2 磁阻电机磁链检测 |
| 3.2.3 磁链模型参数估计 |
| 3.3 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合特性 |
| 3.3.1 机电耦合动力学模型 |
| 3.3.2 系统非线性方程求解 |
| 3.3.3 系统稳定性分析 |
| 3.4 负载激励下系统耦合特性仿真与实验 |
| 3.4.1 系统耦合特性数值仿真 |
| 3.4.2 系统耦合振动实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁阻电机式主动稳定杆电气-电磁耦合特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功率变换器数学模型 |
| 4.2.1 磁阻功率变换器时域分析 |
| 4.2.2 磁阻功率变换器迭代离散模型 |
| 4.3 功率变换器稳定性分析 |
| 4.3.1 功率变换器离散分析 |
| 4.3.2 功率变换器离散系统稳定性 |
| 4.3.3 功率变换器分岔特性 |
| 4.4 功率变换器耦合特性仿真与实验 |
| 4.4.1 功率变换器耦合特性时域仿真 |
| 4.4.2 功率变换器耦合特性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁阻电机式主动稳定杆系统非线性控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机式主动横向稳定杆车辆瞬态侧倾模型 |
| 5.2.1 前后轴主动横向稳定杆输出力矩模型 |
| 5.2.2 前后轴电机输出转矩模型 |
| 5.3 磁阻电机式主动横向稳定杆控制方法研究 |
| 5.3.1 电机式主动横向稳定杆总体控制策略 |
| 5.3.2 外环控制器设计 |
| 5.3.3 内环控制器设计 |
| 5.4 基于CarSim的系统控制仿真 |
| 5.4.1 基于Car Sim仿真方案 |
| 5.4.2 车辆动力学性能仿真 |
| 5.4.3 磁阻电机性能仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 磁阻电机式主动稳定杆控制系统设计及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制系统硬件电路设计 |
| 6.2.1 控制系统架构和最小核心系统 |
| 6.2.2 功率变换电路及驱动电路 |
| 6.2.3 相电流及转子位置信号检测电路 |
| 6.3 控制系统软件设计 |
| 6.3.1 主程序设计 |
| 6.3.2 信号采样程序设计 |
| 6.3.3 转子位置状态及中断程序 |
| 6.4 磁阻电机式主动稳定杆控制实验 |
| 6.4.1 控制系统实验平台设计 |
| 6.4.2 路面激励下车辆侧倾实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）压电换能器表面微形变检测及其在谐振特性分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.1.1 压电换能器在工程领域的作用 |
| 1.1.2 微形变检测对压电换谐振机械特性表征的重要意义 |
| 1.2 激光干涉微形变检测技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 共焦法布里-珀罗干涉检测 |
| 1.2.2 多普勒干涉检测 |
| 1.2.3 自适应干涉检测 |
| 第二章 压电换能器的理论模型与仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压电换能器的机电耦合模型 |
| 2.2.1 电路状态方程 |
| 2.2.2 机械振动方程 |
| 2.2.3 机电等效模型 |
| 2.3 压电谐振状态的有限元仿真分析 |
| 2.3.1 有限元仿真原理及过程 |
| 2.3.2 激励信号频率对形变场特性的影响 |
| 2.3.3 激励信号幅值对形变场特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微形变的测试平台与软件设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验测试原理与方案及平台搭建 |
| 3.2.1 测试平台及仪器介绍 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.3 微形变检测系统软件设计 |
| 3.3.1 软件结构与流程 |
| 3.3.2 用户界面设计 |
| 3.3.3 LabVIEW后面板 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微形变场分布三维重构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三维重构及优化算法实现 |
| 4.2.1 基于MATLAB的微形变检测数据前处理 |
| 4.2.2 图像的优化与重构 |
| 4.3 采集信号的降噪处理 |
| 4.3.1 数据拟合算法降噪 |
| 4.3.2 滤波器降噪 |
| 4.3.3 平滑VMD算法降噪处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于三维重构的压电换能器谐振特性检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激励信号对谐振特性的影响 |
| 5.2.1 激励频率对谐振特性的影响 |
| 5.2.2 激励幅值对谐振特性的影响 |
| 5.2.3 高频激励模态重构 |
| 5.3 不同种类压电换能器谐振特性检测 |
| 5.3.1 不同材料的压电换能器检测 |
| 5.3.2 不同径向尺寸的压电换能器检测 |
| 5.3.3 不同厚度的压电换能器检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要研究内容与结论 |
| 6.2 论文的不足与后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴系扭振系统特性的研究现状 |
| 1.2.2 汽轮发电机组扭振响应分析及安全性评价的研究现状 |
| 1.2.3 振动测量原理及方法的研究与应用现状 |
| 1.2.4 汽轮发电机组扭振在线监测装置的研究及应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 轴系振动系统建模及固有特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.1 叶盘振动系统模型 |
| 2.2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.3 叶盘结构的刚性盘等效方法 |
| 2.3 轴-盘-支承振动系统特性分析 |
| 2.3.1 轴-盘-支承系统的基本单元模型 |
| 2.3.2 轴-盘-支承系统的有限元模型及固有特性分析 |
| 2.3.3 基于旋转向量的轴系振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽轮机组轴系扭振响应及安全性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮发电机组轴系的扭振响应分析 |
| 3.2.1 轴系扭振响应分析方法 |
| 3.2.2 蒸汽和电磁力矩计算 |
| 3.3 汽轮发电机组轴系扭振安全性分析 |
| 3.3.1 危险截面的确定 |
| 3.3.2 轴系典型结构在扭振作用下的应力分析 |
| 3.3.3 转轴扭转疲劳损伤评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 增量编码器在扭振在线监测中的研究与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广义增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量 |
| 4.2.1 广义增量编码器模型及瞬时角速度计算方法 |
| 4.2.2 扭振信号提取方法的适用条件 |
| 4.2.3 扭振信号在线提取流程与仿真分析 |
| 4.3 等周期高差测距型增量编码器的弯扭振动测量 |
| 4.3.1 等周期高差测距型增量编码器模型 |
| 4.3.2 瞬时角速度对弯振频率的调制许用条件 |
| 4.3.3 弯扭振动提取流程及仿真分析 |
| 4.4 弯扭振动测量的试验验证 |
| 4.4.1 增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量实验 |
| 4.4.2 等周期高差测距型增量编码器弯扭振动测量实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扭振在线监测装置的开发与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扭振在线监测装置的工程设计与开发 |
| 5.2.1 总体构架设计 |
| 5.2.2 功能设计与技术开发 |
| 5.2.3 硬件平台的工程设计 |
| 5.2.4 软件与数据平台的工程设计 |
| 5.3 扭振在线监测装置功能测试及应用 |
| 5.3.1 性能测试与功能验证 |
| 5.3.2 工程应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、机电设备振动分析处理数据转换平台的设计与实现（论文参考文献）
- [1]基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究[D]. 李婧. 中北大学, 2021
- [2]乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究[D]. 周冉. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [3]组合梁式压电俘能器参数辨识与响应特性研究[D]. 汪林. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]基于SystematICS平台的地铁空调机组轴承设备状态监控[D]. 刘鑫. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]分布式机电系统远程监测与管理平台设计及实现[D]. 张向向. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [6]压电俘能器供电的温度测量系统设计及试验研究[D]. 李伊博. 石河子大学, 2021(02)
- [7]基于BOA-SVM的矿用减速器轴承故障诊断[D]. 李硕. 西安科技大学, 2021(02)
- [8]磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究[D]. 王立标. 东华大学, 2021
- [9]压电换能器表面微形变检测及其在谐振特性分析中的应用[D]. 杨世童. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究[D]. 张玉皓. 华北电力大学(北京), 2021(01)