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超声电机驱动的激光跟踪平台误差建模与分析 被引量:4
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作者 潘松 梁永锦 +2 位作者 陈雷 周年鹏 马祺翀 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期93-104,共12页
激光跟踪测试平台是一种空间大范围坐标测量仪器,轴系的加工装配是其整机实现高精度测量的基础,为了提高激光跟踪平台的指向定位精度,研制了一套超声电机驱动的激光跟踪测量平台,在结构误差建模和分析的基础上提出了一种评估激光跟踪平... 激光跟踪测试平台是一种空间大范围坐标测量仪器,轴系的加工装配是其整机实现高精度测量的基础,为了提高激光跟踪平台的指向定位精度,研制了一套超声电机驱动的激光跟踪测量平台,在结构误差建模和分析的基础上提出了一种评估激光跟踪平台指向精度的方法。首先,基于多体系统理论以及坐标变换的原理,建立了平台的拓扑结构模型。然后,将加工装配中产生的轴系垂直度、同轴度、特征位置偏差、激光模组装配误差及各静态误差的初始位置引入误差传递矩阵,同时根据平台转动情况,将轴系晃动、控制误差等动态误差也引入其中,建立了平台指向误差的完善模型。基于所建立的模型,对其进行了数值仿真实验,定量分析了各误差对指向精度的影响程度,以及误差初始位置对指向精度的影响规律。最后,基于仿真结果加工了一套超声电机驱动的激光跟踪平台,并进行了轴系精度和指向精度测试。试验结果表明,所搭建平台两轴轴系晃动<2.2″,轴系测角误差<1.1″,6.8 m外激光末端Y方向重复定位误差在0.20 mm以下,Z方向重复定位误差为0.42 mm以下,试验结果验证了理论分析过程,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 激光跟踪平台 结构误差分析 指向误差 零件装配 超声电机
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基于机器学习的动车传动齿轮修形仿真研究 被引量:1
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作者 刘志超 黄志辉 +2 位作者 李治桦 杨成龙 陈丙硕 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第8期87-95,共9页
动车传动齿轮在工作过程中存在齿面偏载和啮合冲击等问题,易造成齿轮失效。为改善此类问题,以CRH3动车为例,在Romax软件中建立了包含车轴和轴承的齿轮传动系统三维模型。基于RFE-XGBoost(recursive feature elimination-extreme gradien... 动车传动齿轮在工作过程中存在齿面偏载和啮合冲击等问题,易造成齿轮失效。为改善此类问题,以CRH3动车为例,在Romax软件中建立了包含车轴和轴承的齿轮传动系统三维模型。基于RFE-XGBoost(recursive feature elimination-extreme gradient boosting)特征选取模型,从通常采用的9个修形参数中筛选出最优修形参数组合。以筛选后的最优修形参数组合为输入变量,单位长度法向载荷为响应变量,分别基于反向传播(back propagation,BP)神经网络神经网络、随机森林回归、XGBoost算法构建了代理模型,并进行对比选择。最后采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法调用代理模型,以单位长度法向载荷最小为优化目标,对齿轮修形参数取值进行寻优计算。优化结果表明,齿向斜度为13.6μm、齿端修薄长度为18.5 mm、齿端修薄量为4.4μm时齿轮修形效果最佳。通过Romax仿真计算验证,其单位长度法向载荷下降了24.36%,传动误差值下降了69.91%,有效改善了齿轮传动性能,缓解了齿面偏载的现象。研究结果可为齿轮修形方案选择和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 动车传动齿轮 特征选取 齿轮修形 XGBoost算法 齿面接触分析
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考虑负荷分类的低压电力台区线损率估计研究 被引量:1
3
作者 曹晶 谢文浩 +1 位作者 龙彩霞 周志飞 《自动化仪表》 2025年第1期31-35,共5页
当前,低压台区线损率的估计过程过于粗糙,估计结果偏差较大。为此,提出一种考虑负荷分类的低压电力台区线损率估计方法。首先,采集低压台区负荷数据并对数据预处理,以构建台区特征数据库,从而对低压台区负荷数据进行聚类。然后,在设定... 当前,低压台区线损率的估计过程过于粗糙,估计结果偏差较大。为此,提出一种考虑负荷分类的低压电力台区线损率估计方法。首先,采集低压台区负荷数据并对数据预处理,以构建台区特征数据库,从而对低压台区负荷数据进行聚类。然后,在设定的范围内,引入K-means算法对负荷的波动变化规律加以分析。最后,将负荷规律变化结果作为约束条件,通过反向传播(BP)神经网络构建台区线损率精准估计模型,并利用模型完成线损率估计。试验结果表明:采用所提方法可获取高精度的线损率估计结果。该方法能够显著提高线损率的估计精度,为低压台区线损管理提供更为准确的数据支持。 展开更多
关键词 负荷分类 低压台区 线损率 负荷变化规律 反向传播神经网络 K-MEANS算法
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工业机器人去冗余测量与考虑不确定度的误差补偿
4
作者 司泽轩 张军 +2 位作者 刘宇庭 吕贺 郭世杰 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第9期1975-1985,共11页
针对工业机器人运动学标定过程中采样点定位误差相似性导致的测量冗余、运动学参数补偿受测量不确定性影响的问题,提出去冗余轨迹测量与虑及测量不确定度的参数校准方法.通过测量空间定位误差变差函数进行关节-末端执行器笛卡尔空间相... 针对工业机器人运动学标定过程中采样点定位误差相似性导致的测量冗余、运动学参数补偿受测量不确定性影响的问题,提出去冗余轨迹测量与虑及测量不确定度的参数校准方法.通过测量空间定位误差变差函数进行关节-末端执行器笛卡尔空间相似性表征,构建多关节同步驱动的球杆仪空间去冗余测量轨迹;构建包围与搜索策略改进的飞蛾火焰优化算法(MFO),以提升运动学逆解及误差参数辨识的精度与效率;建立基于测量参数不确定度的辨识参数动态修正策略,构建运动学补偿参数嵌套寻优方法.误差补偿试验结果表明,基于去冗余测量与辨识结果,进行未考虑不确定度的误差补偿后,机器人定位精度提升49.83%,进行考虑不确定度的误差补偿后,相对于补偿前,机器人定位精度提升53.47%.加工试验表明,进行考虑不确定度的误差补偿后,所加工叶轮工件相较于补偿前加工的叶轮工件,尺寸误差平均减小32.3%,形位误差平均减小38.9%. 展开更多
关键词 工业机器人 去冗余测量 参数辨识 测量不确定度 误差补偿
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数控机床运动精度混沌自演化预测方法 被引量:1
5
作者 杜柳青 王煜晓 余永维 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期283-294,共12页
基于深度学习的精度预测模型会因不能自适应新的劣化数据而产生“灾难性遗忘”现象以致逐渐失效,这是人工智能领域当前研究的热点和难点,也是制约智能装备发展的难点之一。数控机床的运动精度演化过程具有混沌特性,为此,提出一种基于混... 基于深度学习的精度预测模型会因不能自适应新的劣化数据而产生“灾难性遗忘”现象以致逐渐失效,这是人工智能领域当前研究的热点和难点,也是制约智能装备发展的难点之一。数控机床的运动精度演化过程具有混沌特性,为此,提出一种基于混沌理论与增量学习的数控机床运动精度混沌自演化预测方法。首先,证明了数控机床运动精度的动态变化是一个复杂非线动力学系统的混沌演化过程,提出通过相空间重构恢复运动精度系统在混沌相空间中的演化轨迹。然后,建立基于深度长短时记忆网络的运动精度混沌演化模型,利用LSTM对时间序列长期依赖关系的出色捕捉能力,在混沌相空间中追踪数控机床运动精度演化轨迹的内在规律。最后,提出在混沌演化模型中引入无遗忘增量学习方法,建立运动精度混沌自演化预测模型。该模型采用联合优化方法和知识蒸馏方法来更新参数,使模型在适应新劣化数据的同时也传递旧任务的软目标,在训练新数据时解决数据集更新时的“灾难性遗忘”问题,提升长时间预测的准确性和鲁棒性。实验表明,利用提出方法进行预测的评价指标MSE、MAE和MAPE相较未加入无遗忘模块其波动幅度分别下降了70.56%、33.31%和35.77%,证明了模型预测的准确性,进一步的模块消融实验也验证了该方法在预测准确度和鲁棒性上均优于传统方法。 展开更多
关键词 运动精度 灾难性遗忘 混沌自演化 长短期记忆神经网络 增量学习
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地平式光电望远镜全链路指向误差建模及其补偿研究 被引量:1
6
作者 李广振 张雷 +3 位作者 王行行 牟洪元 霍占伟 谭陆洋 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期114-124,共11页
地平式光电望远镜作为天文观测与激光通信等领域的关键仪器,其指向误差与底层结构参数之间的关系仍然失联。为建立地平式光电望远镜底层结构参数与指向误差间的联系,为仪器误差设计和补偿提供理论依据,本文首先介绍了典型的地平式结构,... 地平式光电望远镜作为天文观测与激光通信等领域的关键仪器,其指向误差与底层结构参数之间的关系仍然失联。为建立地平式光电望远镜底层结构参数与指向误差间的联系,为仪器误差设计和补偿提供理论依据,本文首先介绍了典型的地平式结构,提出了指向误差的两级误差源的分类和定义。然后采用误差合成理论自上至下建立了底层结构参数到系统光轴的全链路指向误差模型,并通过文献中的公开标校数据验证了所提模型的正确性。接着对所提全链路指向误差模型中的9项加工参数和9项设计参数进行了灵敏度分析,结果表明不同底层结构参数的指向误差贡献存在显著差别,应根据结构参数灵敏度进行区别设计,且结构参数对指向误差具有显著的非线性效益。最后基于所提模型对某500 mm口径激光通信地平式光电望远镜的指向误差进行了补偿,指向误差的方位和俯仰分量的极限误差值分别从218.83″、-208.66″降低至16.45″、6.89″,提高了12倍以上。该研究所提全链路指向误差模型揭示了指向误差的底层结构因素及其作用规律,证明了该模型用于误差补偿的优越性,为地平式光电望远镜的仪器误差设计和系统误差补偿提供了理论依据,具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 指向误差模型 地平式光电望远镜 数值模拟 误差补偿
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六自由度并联机床误差辨识与补偿
7
作者 李静棣 钟建琳 张天虎 《机床与液压》 北大核心 2025年第22期61-68,共8页
并联机床因其结构稳定、运动响应快、末端承载能力强等优势,在现代制造业中具有广泛的应用前景。然而,其精度问题限制了其在高精度领域的进一步应用。传统的提高制造和装配精度的方法成本高昂且不适用于已投产机床,因此运动学标定成为... 并联机床因其结构稳定、运动响应快、末端承载能力强等优势,在现代制造业中具有广泛的应用前景。然而,其精度问题限制了其在高精度领域的进一步应用。传统的提高制造和装配精度的方法成本高昂且不适用于已投产机床,因此运动学标定成为提高精度的有效手段。介绍并联机床的优势及其在高精度行业中的应用需求,指出运动学标定在提高精度方面的重要性。采用最小二乘法结合Levenberg-Marquardt(L-M)算法对六自由度并联机床的误差参数进行辨识,并通过MATLAB仿真验证了辨识方法的准确性。在此基础上,提出基于BP神经网络和PSO-BP神经网络的修正系统输入法用于误差补偿。该方法根据误差辨识结果,不修改机床内部控制器参数,仅修改输入的位姿数值,通过神经网络代替正解模型的计算,并采用粒子群算法(PSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,解决了BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最小的问题。实验结果表明,PSO-BP神经网络修正系统输入法在误差补偿方面表现出更好的提升效果,能有效降低机床的位姿误差,提高其精度。 展开更多
关键词 六自由度并联机床 误差辨识 误差补偿 神经网络
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装配偏差分析方法在行星传动装置制造中的应用
8
作者 张再利 靳江艳 +2 位作者 汪星 陈鹏鑫 刘晓阳 《煤矿机械》 2025年第12期155-159,共5页
面向行星传动装置的装配过程,研究了行星传动装置的装配偏差定量分析方法。首先,分析了行星传动装置的装配工艺,确定行星传动采用的主要装配方法和产生的主要装配偏差,并分析了装配序列对行星传动装置装配偏差的传递路径和累计大小的影... 面向行星传动装置的装配过程,研究了行星传动装置的装配偏差定量分析方法。首先,分析了行星传动装置的装配工艺,确定行星传动采用的主要装配方法和产生的主要装配偏差,并分析了装配序列对行星传动装置装配偏差的传递路径和累计大小的影响;其次,在合理确定行星传动主要零件装配顺序的基础上,通过装配偏差传递路径推理获得零件上各关联要素的几何精度对目标要素位置影响的作用路径,并利用有向图进行形式化表达;最后,以某型大扭矩行星传动装置为例,进行装配过程、偏差传递路径等分析,获得该行星传动组件理想的装配序列和装配偏差传递路径。相关分析结论为行星传动装置装配偏差进一步优化提供了理论依据和解决方案。 展开更多
关键词 行星传动 装配偏差分析 几何精度 装配序列
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变电站立体巡视点位自动校核方法设计 被引量:1
9
作者 王春新 马洪波 +2 位作者 邱凯义 张正超 蔡立 《自动化仪表》 2025年第8期101-105,共5页
考虑到变电站巡检过程中经常出现巡视点位与机器人摄像头错位的现象,为了提高巡视点位的自动校核效率,提出变电站立体巡视点位自动校核方法。根据巡视点位的显著程度,确定巡检图像像素点的受关注程度。通过计算变电站巡检图像的特征权值... 考虑到变电站巡检过程中经常出现巡视点位与机器人摄像头错位的现象,为了提高巡视点位的自动校核效率,提出变电站立体巡视点位自动校核方法。根据巡视点位的显著程度,确定巡检图像像素点的受关注程度。通过计算变电站巡检图像的特征权值,匹配变电站立体巡视点位的特征权重。利用加权平均法,得到机器人位姿的灰度图像。采用小波分析法,更新变电站巡检机器人的位姿。创新性地利用巡视点位的校核相关系数,预测变电站巡检轨迹。通过对巡视点位采样区域的约束,实现变电站立体巡视点位自动校核。试验结果表明,所提方法能够准确校核变电站中所有立体巡视点位,并将校核完成率提高到90%以上。该方法具有较好的实际应用效果。 展开更多
关键词 变电站 特征匹配 位姿更新 巡视点位 自动校核 巡检路径
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铸铝缸盖加工残留铝屑去除工艺探索研究
10
作者 李海滨 张雪 《机械制造与自动化》 2025年第3期62-65,共4页
在某铸铝缸盖生产线项目投产初期,缸盖铝屑残留问题严峻,严重影响缸盖质量。聚焦于缸盖油道、水道等型腔铝屑产生的工艺难点展开深入剖析。通过系统分析加工参数、刀具结构与铝屑尺寸之间的内在关联,对工艺参数进行优化调整,并对刀具结... 在某铸铝缸盖生产线项目投产初期,缸盖铝屑残留问题严峻,严重影响缸盖质量。聚焦于缸盖油道、水道等型腔铝屑产生的工艺难点展开深入剖析。通过系统分析加工参数、刀具结构与铝屑尺寸之间的内在关联,对工艺参数进行优化调整,并对刀具结构予以改进,以减小铝屑尺寸。实际应用表明:该措施有效降低了铝屑残留量,显著提升了缸盖的清洁度,确保了产品质量的稳定性,为铸铝缸盖生产线的稳定运行提供了技术保障。 展开更多
关键词 汽缸盖 铝屑 断屑槽 分屑槽 刀具
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轴重提升对重载铁路轮轨接触特性的影响分析
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作者 王昊 焦贤运 +2 位作者 武佳宝 徐同庆 张骞 《青岛大学学报(工程技术版)》 2025年第4期115-121,共7页
针对重载铁路轴重提升中轮轨动态相互作用机制及接触特性演化规律不明,且高轴重易引发接触应力异常、接触斑形态畸变等工程问题,为剖析轴重与轮轨接触行为的内在关联,本文采用多体动力学与有限元联合仿真方法,以23 t、25 t及29 t三种典... 针对重载铁路轴重提升中轮轨动态相互作用机制及接触特性演化规律不明,且高轴重易引发接触应力异常、接触斑形态畸变等工程问题,为剖析轴重与轮轨接触行为的内在关联,本文采用多体动力学与有限元联合仿真方法,以23 t、25 t及29 t三种典型轴重轮轨系统为对象,基于多体动力学原理构建模型获取不同轴重下轮轨垂向力与横向力时程数据。基于有限元理论搭建精细化接触模型,以动力学数据为输入,分析轴重对接触斑形态与应力分布的动态响应。结果显示,轴重增加显著改变轮轨特性,垂向力与横向力呈非线性增长,横向力增幅加剧轮对横向位移,促使接触斑向钢轨外侧偏移,最大应力集中区扩展至轨距角;接触斑面积随轴重扩张,应力分布由椭圆向不规则多边形演化。本研究揭示了轴重影响下的轮轨作用规律,高轴重下,小曲率半径接触易致应力非对称多边形化,为重载铁路轴重提升的轮轨优化与病害防控提供理论依据及工程指导。 展开更多
关键词 重载货车 小半径曲线 轮轨接触 动力学性能
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基于可拓K-Mediods-PHM算法的轴承寿命预测模型
12
作者 赵奇 徐风远 +1 位作者 陈云龙 张骞 《青岛大学学报(自然科学版)》 2025年第2期56-61,共6页
为预测列车滚动轴承寿命,结合状态监测与可靠性数据,提出了一种基于小波包分解、可拓K中值聚类(K-Mediods)和比例风险模型(PHM)的列车滚动轴承剩余寿命预测方法。基于小波包分解原理提取特定频段内特征值,构建有效特征数据集,提高K-Medi... 为预测列车滚动轴承寿命,结合状态监测与可靠性数据,提出了一种基于小波包分解、可拓K中值聚类(K-Mediods)和比例风险模型(PHM)的列车滚动轴承剩余寿命预测方法。基于小波包分解原理提取特定频段内特征值,构建有效特征数据集,提高K-Mediods算法刻画轴承性能退化过程的精确度,将轴承的性能退化与剩余寿命关联,提高二参数比例风险模型对轴承剩余寿命预测的准确度。利用全寿命周期滚动轴承实验数据验证所提方法,结果表明,模型输出与目标输出的一致性超过0.9。 展开更多
关键词 比例风险模型 遗传算法 轴承寿命
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数控机床运动误差的混沌吸引子表征与迁移学习溯因
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作者 杜柳青 崔楷华 +1 位作者 余永维 徐凯 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第12期411-422,共12页
数控机床运动误差信号呈现强非线性、非平稳特性,且标记数据稀缺。传统研究难以有效分离和准确识别误差源,为此提出一种基于混沌吸引子与迁移学习的数控机床运动误差溯因模型。首先,基于相空间重构将数控机床圆运动误差的一维时序信号... 数控机床运动误差信号呈现强非线性、非平稳特性,且标记数据稀缺。传统研究难以有效分离和准确识别误差源,为此提出一种基于混沌吸引子与迁移学习的数控机床运动误差溯因模型。首先,基于相空间重构将数控机床圆运动误差的一维时序信号映射至混沌相空间,恢复运动误差的混沌吸引子相图,提取表征不同误差源内在动力学机制的混沌吸引子结构特征,利用其与潜在误差源的强关联性为误差源辨识提供基础。然后,针对不同运动误差混沌吸引子相互重叠、尺度特征相差大导致溯因精度不高的问题,提出基于改进Faster R-CNN的误差源深度学习溯因模型,引入ResNet50和特征金字塔网络,提升对混沌吸引子的识别能力。最后,为了解决数控机床标记样本稀缺的难题,引入迁移学习,基于模型迁移策略,在COCO2017源域上充分训练模型,冻结浅层网络结构,将知识有效迁移至运动误差混沌吸引子相图分类数据目标域,显著提升模型在数据匮乏下的溯因能力。设置交并比为0.5时,所提模型对4类典型运动误差:伺服不匹配、反向越冲、反向间隙和周期误差的平均精度值分别达到98.80%、99.64%、97.58%和99.97%。实验分析表明:数控机床的运动误差能被混沌吸引子有效表征;本模型在各种误差因素条件下均表现出良好的误差源辨识精度,并具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 运动误差 混沌吸引子 迁移学习 深度学习 溯因
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基于联接面误差传递机理的高精装备装配精度预测与公差优化研究
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作者 王平 刘象 +1 位作者 张义 罗哲 《西安理工大学学报》 北大核心 2025年第2期257-265,共9页
高精装备装配过程中装配精度的预测和对公差的控制直接影响产品的质量与性能。针对装配过程中受多种误差耦合作用导致装配精度与公差难以准确预测和控制的问题,本文以高精装备装配体元件的联接面误差传递为研究对象,提出了一种综合算法... 高精装备装配过程中装配精度的预测和对公差的控制直接影响产品的质量与性能。针对装配过程中受多种误差耦合作用导致装配精度与公差难以准确预测和控制的问题,本文以高精装备装配体元件的联接面误差传递为研究对象,提出了一种综合算法来实现高精度装备的装配精度预测和公差优化。首先,分析了联接面误差传递属性,结合多色集合矩阵建立了联接面误差传递矩阵,求解了装配体主导误差传递路径;基于此建立了装配体误差传递预测模型,结合误差变动不等式、约束不等式与数理统计方法实现了装配精度预测;其次,建立了以最低加工成本为目标的公差优化模型,采用惩罚函数法与改进遗传算法相结合的优化算法进行公差优化。最后,以齿轮油泵装配体为算例,验证了本文提出的精度预测与优化算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 高精装备 联接面误差传递 装配精度预测 公差优化 改进遗传算法
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太阳翼对接用调姿机构误差建模与仿真分析
15
作者 商涛 鲍成文 +2 位作者 宋鹏亮 王文宗 石震宇 《机械设计》 北大核心 2025年第6期93-100,共8页
6自由度并联调姿机构是卫星与太阳翼对接用测试转台的微调机构,采用封闭矢量链法获取了调姿机构唯一的位置反解,并对该反解采用全微分理论推导出了末端位姿误差与结构参数误差之间的函数关系,建立了误差模型,为运动学标定和误差补偿提... 6自由度并联调姿机构是卫星与太阳翼对接用测试转台的微调机构,采用封闭矢量链法获取了调姿机构唯一的位置反解,并对该反解采用全微分理论推导出了末端位姿误差与结构参数误差之间的函数关系,建立了误差模型,为运动学标定和误差补偿提供了理论基础。对误差模型中的误差映射矩阵进行分析,得到了末端位姿误差对不同结构参数误差的敏感程度及各误差源之间的加强、抵消关系,为在加工、装配操作中减小初始末端位姿误差提供了参考依据。分析了调姿机构在工作空间中的位姿参数对末端位姿误差变动幅度的影响,结果发现:在某一分支各结构参数误差均为1 mm的情况下,末端位置误差比姿态误差在变动幅度上受位姿参数的影响更大,其中,竖直方向的位置误差变动幅度最大,水平方向的位置误差变动幅度随平台高度增加有增大的趋势。 展开更多
关键词 调姿机构 位置反解 误差模型 误差分析
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基于瞬时频率估计的旋转机械阶比跟踪 被引量:122
16
作者 郭瑜 秦树人 +1 位作者 汤宝平 纪跃波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期32-36,共5页
提出了基于瞬时频率估计(Instantaneous frequency estimation,IFE)实现旋转机械阶比跟踪的新方法,其优点是简化了阶比分析对硬件的要求,用软件的方法实现了阶比跟踪,仿真与实际测试试验验证了本方法的正确性。本方法实现了旋转机械非... 提出了基于瞬时频率估计(Instantaneous frequency estimation,IFE)实现旋转机械阶比跟踪的新方法,其优点是简化了阶比分析对硬件的要求,用软件的方法实现了阶比跟踪,仿真与实际测试试验验证了本方法的正确性。本方法实现了旋转机械非平稳振动信号中参考轴瞬时转速的跟踪、估计算法,为阶比分析的实际应用提供了一种新方法,是对原有阶比跟踪技术的有力补充,特别适合于虚拟仪器发展的要求。 展开更多
关键词 瞬时频率估计 阶比跟踪 阶比分析 虚拟仪器
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一种新的旋转机械升降速阶段振动信号的瞬时频率估计算法 被引量:30
17
作者 赵晓平 赵秀莉 +2 位作者 侯荣涛 郑钰辉 杨文平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期103-108,共6页
传统的短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)峰值搜索法对高噪声、强干扰信号进行瞬时频率估计的结果往往偏离真实值误差较大,且对复杂的旋转机械设备产生的振动信号不能实现参考轴的瞬时频率估计。针对旋转机械升降速阶... 传统的短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)峰值搜索法对高噪声、强干扰信号进行瞬时频率估计的结果往往偏离真实值误差较大,且对复杂的旋转机械设备产生的振动信号不能实现参考轴的瞬时频率估计。针对旋转机械升降速阶段振动信号的特点,提出一种新的旋转机械升降速阶段振动信号瞬时频率估计算法——STFT Viterbi拟合法(STFT_Viterbi algorithm fit,STFT_VF)。该方法采用STFT对振动信号进行时频分析,从而得到时间离散点和频率离散点组成的网格面,然后运用Viterbi算法实现对参考轴信号的瞬时频率估计。STFT_VF方法极大地降低了噪声和干扰对瞬时频率估计结果的影响,实现了对复杂旋转机械振动信号的瞬时频率估计,且结果精度高。仿真和实际测试试验验证了本方法的正确性。 展开更多
关键词 旋转机械 短时傅里叶变换 瞬时频率估计 STFT_VF VITERBI算法
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大型数控龙门导轨磨床几何误差建模与基于可靠性理论的精度分配 被引量:35
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作者 余治民 刘子建 +1 位作者 艾彦迪 熊敏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第17期142-151,共10页
针对大型数控龙门导轨磨床的拓扑结构,运用多体系统理论和坐标变换方法,构建包括21项参数的几何误差传递模型,并通过试验验证模型具有理想的预测精度。在几何误差传递模型的基础上建立满足磨床设计要求的加工精度可靠性极限状态函数。... 针对大型数控龙门导轨磨床的拓扑结构,运用多体系统理论和坐标变换方法,构建包括21项参数的几何误差传递模型,并通过试验验证模型具有理想的预测精度。在几何误差传递模型的基础上建立满足磨床设计要求的加工精度可靠性极限状态函数。对磨床工作行程内的25组位置进行误差取样,采用响应面法建立可靠性近似模型,分析每组工作位置加工精度的可靠性。以25项可靠度的均值和最小值作为磨床加工精度性能的评判指标,针对最小可靠度对应的磨床工作位置,进行灵敏度分析,利用灵敏度对影响加工精度因素的重要度进行排序。根据分析结果,遵循精度均衡原则逐步优化误差变量的分布,直至可靠度的均值和最小值均满足设计要求。通过计算实例验证大型数控龙门导轨磨床精度优化分配的可行性。 展开更多
关键词 误差传递模型 极限状态函数 响应面法 灵敏度分析 精度优化分配
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基于圆度误差的静压转台芯轴部件结构优化 被引量:1
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作者 韩绕奇 陈捷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第8期146-150,共5页
液体静压转台具有较高的回转精度,被广泛应用于大型精密齿轮加工领域。然而静压转台芯轴部件的圆度误差会降低转台设备的回转精度和影响转台设备运行的平稳性。为了降低转台设备的圆度误差,提出一种基于圆度误差的芯轴部件结构优化方法... 液体静压转台具有较高的回转精度,被广泛应用于大型精密齿轮加工领域。然而静压转台芯轴部件的圆度误差会降低转台设备的回转精度和影响转台设备运行的平稳性。为了降低转台设备的圆度误差,提出一种基于圆度误差的芯轴部件结构优化方法。首先构建芯轴部件流固耦合模型;然后基于流固耦合分析得到芯轴部件的整体变形和圆度误差值;接着构建响应面模型得到芯轴部件结构参数与质量和圆度误差之间的影响规律,得到芯轴部件的最佳结构参数;最终对芯轴部件进行重构,并通过试验验证其可靠性。结果表明:重构后芯轴部件的圆度误差降低了约42%,整体质量降低了约21%,研究结果为生产实际提供了理论参考。 展开更多
关键词 静压转台 流固耦合 有限元分析 响应面法 结构优化
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局部均值分解方法及其在齿轮故障诊断中的应用 被引量:96
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作者 程军圣 杨宇 于德介 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期76-84,共9页
研究了一种新的自适应时频分析方法——局部均值分解LMD(Local mean decomposition)方法,并针对齿轮故障振动信号的调制特征,提出了基于LMD的齿轮故障诊断方法。LMD方法可以自适应地将任何一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义... 研究了一种新的自适应时频分析方法——局部均值分解LMD(Local mean decomposition)方法,并针对齿轮故障振动信号的调制特征,提出了基于LMD的齿轮故障诊断方法。LMD方法可以自适应地将任何一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的PF(Product function)分量之和,从而获得原始信号完整的时频分布,其本质上是将多分量的信号自适应地分解为若干个单分量的调幅-调频信号之和,非常适合于处理多分量的调幅-调频信号。在介绍LMD方法的基础上,对LMD和EMD(Empirical mode decomposition)方法进行了对比,结果表明了LMD方法的优越性,同时将LMD方法应用于齿轮故障诊断,对实际的齿轮故障振动信号进行了分析,结果表明LMD方法可以有效地应用于齿轮故障诊断。 展开更多
关键词 故障诊断 局部均值分解 时频分布 调制 齿轮
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