基于漏磁检测的海上风力发电机短路故障诊断技术

海上风力发电机工作环境复杂恶劣，故障频发。文章基于漏磁检测的发电机短路故障识别技术，利用从采集的漏磁信号中提取的故障特征可有效识别发电机正常及故障状态。使用ANSYS有限元仿真软件建立双馈风力发电机模型，分析了发电机在绕组匝间短路故障情况下的内部磁场变化情况以及外部漏磁的情况，发现外部漏磁通会随着短路匝数的增加而变大。     

钢丝绳断丝漏磁信号特征分析

基于铁磁材料的磁化理论 ,分析影响缺陷漏磁场强弱的因素 ,对钢丝绳断丝的漏磁信号特征作深入研究 ,指出断丝漏磁信号的峰峰值、峰宽和波峰形态等共同反映集中断丝的信息 ,为定量检测钢丝绳断丝提供依据     

潜艇应力导致的磁场变化及其对空中磁探的影响

潜艇壳体受水压作用导致潜艇磁场的变化属于铁磁质磁致伸缩的逆效应,而不同的潜航深度对潜艇磁场造成的影响也会不同。本文在归纳分析了铁磁学中磁力耦合理论知识的基础上,用气体膨胀力代替海水外压力设计了潜艇模型在不同航向上的升降压试验,并基于面磁荷模拟法,建立了潜艇模型对抗空中磁探潜的数学模型,对潜艇模型在各压力状态下的磁场进行空间延拓,定量分析了磁场随压强的变化规律。研究结果表明:不同磁化状态下相同应力对潜艇模型磁场的影响显著不同;在模拟对抗空中磁探潜时,考虑潜深改变导致的潜艇模型磁场变化有重要意义。     

基于支持向量机的铁磁构件裂纹识别

鉴于支持向量机的优秀特性,将其应用在金属磁记忆检测中,构造基于梯度值的裂纹标识量,实现对裂纹的定位和裂纹程度的标定,并通过有限元仿真,计算裂纹和裂纹程度及对应的漏磁信号,得到训练样本和测试样本,并训练支持向量机。仿真结果表明：应用支持向量机实现铁磁构件裂纹识别是可行的。     

裂纹损伤对典型船体结构振动频率的影响规律研究

为研究裂纹损伤对典型船体结构振动特性的影响,选择加筋板作为典型船体结构,选择穿透性裂纹作为典型损伤形式。首先利用数值仿真和模型试验对带有裂纹的结构模型固有频率计算方法进行了研究,在此基础上针对边裂纹和中间裂纹2种形式进行了大量的仿真计算,得到模型各阶固有频率、频率变化率随裂纹位置和长度变化的规律。研究结果表明,结构各阶固有频率以及频率变化率对裂纹较为敏感,可以作为裂纹识别的特征参数。同时,试验和仿真计算结果数据也可以为裂纹损伤识别研究提供训练样本和验证样本。     

裂纹损伤对典型船体结构振动频率的影响规律研究

为研究裂纹损伤对典型船体结构振动特性的影响,选择加筋板作为典型船体结构,选择穿透性裂纹作为典型损伤形式。首先利用数值仿真和模型试验对带有裂纹的结构模型固有频率计算方法进行了研究,在此基础上针对边裂纹和中间裂纹2种形式进行了大量的仿真计算,得到模型各阶固有频率、频率变化率随裂纹位置和长度变化的规律。研究结果表明,结构各阶固有频率以及频率变化率对裂纹较为敏感,可以作为裂纹识别的特征参数。同时,试验和仿真计算结果数据也可以为裂纹损伤识别研究提供训练样本和验证样本。     

姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析

姿态变化与舰船异常感应磁信号的分布具有紧密相关性,为保障舰船行驶安全,研究姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析方法。分别构建地磁坐标系、舰船坐标系与地理坐标系,分析3个坐标系间的转换关系;构建单椭球体和磁偶极子阵列混合模型仿真舰船感应磁场,利用磁传感器确定舰船在磁传感器区域的感应磁场值;根据舰船在地理坐标系下的感应磁强度与感应磁强度变化率分析舰船姿态。实验结果表明,该方法能够准确分析坐标系不同轴上的感应磁性数据,舰船姿态分析过程中俯仰角与磁航向角误差分别控制在±0.8°和±0.5°范围内。     

一种应用于多重干扰领域新型定位方法

在不需要舰载定位装置的情况下,舰船磁定位方法已能定位大海中航行的舰船。针对磁定位中磁场信号的变化严重依赖于潮汐深度、舰船和传感器阵列的相对位置2个因素的问题,本文将潮汐变化、舰船和传感器阵列的相对位置2个重要影响因素纳入到舰船磁场信号模拟模型中,根据舰船磁场测量数据定位舰船踪迹,并且不需要舰船上人与装置的大量合作。试验表明,该方法可行性强,定位精度高,具有一定的工程实用价值。     

水中目标在外场源激励下的水下磁场计算

为便于分析水中目标在外部电磁场激励下的水下电磁场,本文以导电导磁球体为模型,分析其在无限大海水中谐变均匀磁场激发的水下磁场响应特征。从结果可知,响应磁场和响应电场与外部激励源磁场幅值成正比,即外场源幅值越大,产生的响应磁场幅值越大,越有利于探测;磁场x,z分量随着正横距的增加而减小,y分量随着正横距的增加是先增大后减小;磁场三分量随着频率的增加而减小,而10 Hz以下频率磁场三分量幅值衰减很小。     

室外巡检机器人的磁导航系统设计及实现

为了提高室外巡检机器人的导航精度和稳定性,基于磁钉磁场分布特性,设计了一种新的磁导航系统.首先根据巡检机器人室外磁导航需求,确定了磁钉材料、形状、尺寸及其排布方案;接着针对磁钉磁场强度设计了磁钉检测装置;然后对检测装置输出信号进行消抖滤波,并根据磁钉磁场分布构建了磁场比值函数,以及机器人相对于磁钉的横向偏差函数;最后以横向偏差为变量设计出巡检机器人磁导航的可变参数PID控制器.3种路径环境下的实验测试结果表明:与定常PID控制相比,基于可变参数PID控制的机器人横向偏差平均减少76.8%,轨迹标准差平均提高69.8%,且无脱离路径现象,说明机器人磁钉导航的准确性和稳定性,进而验证了所设计磁钉检测装置以及导航控制算法的有效性.     

基于支持向量机回归建模的船舶磁场推算方法

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型。从支持向量机回归理论出发,通过实验室测量数据建立了基于支持向量机回归的船舶磁场模型,与实际测量值比较,利用该模型推算的船舶下方磁场值的均方根误差小于10%,满足工程应用要求,这对于未来支持向量机在船舶磁场推算中的应用有着重要意义。     

圆筒永磁直线同步电机磁场分析

本文针对轴向磁化圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标的标量磁位许-克变换的磁场解析计算方法,并利用该解析法对无槽电机的气隙磁场分布进行了较详尽的理论分析,还得出了计算解析结果。然后利用有限元分析法,对该计算结果进行了验证。结果显示,对于大气隙解析计算结果比较接近磁场的平均值,而小气隙电机两种计算方法的结果误差很小,从而验证了许-克变换法的正确性和实用价值。     

基于风险的船体结构无损检测功能的分级

基于船舶结构传统的经验基础上的检测方法不但带来较高的费用,而且还会产生不必要的检测.针对上述问题,本文提出了基于风险的船舶结构无损检测功能分级方法,采用检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率度量检测功能,并修正了错误识别概率的取值范围.根据风险值对无损检测功能进行了分级,研究了风险值随检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率的变化规律,并分析了风险值对检测费用、维修费用及失效费用的敏感性.在此基础上,将基于风险的船舶结构无损检测功能分级方法应用于优化检测策略,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

OBF分解与BP网络在船舶磁场信号检测中的应用

针对水中兵器探测船舶磁场信号时信噪比较低的问题,提出了基于OBF分解与BP网络的船舶磁场信号检测算法。首先采用BP网络对测量数据进行预处理,滤除大部分环境磁噪声;再采用OBF分解算法对网络输出信号进行检测,提取归一化能量信号作为检验统计量。试验结果表明,本文算法可以显著提高信噪比,增强对船舶磁场信号的检测能力,性能明显...     

潜艇磁矩对反潜直升机磁探宽度的影响

通过潜艇磁场的偶极子模型和直升机磁异探测模型建立了潜艇的磁异场模型,然后依据文中所提出的磁异强度指标曲线确定了直升机的磁异探测宽度,在此基础上对潜艇磁矩与反潜直升机磁探宽度的关系进行了仿真分析。大量仿真结果表明,潜艇磁矩对磁探仪探测宽度的影响较大,随着潜艇磁矩的减小磁探仪的探测宽度快速减小,当潜艇磁矩减小为原来的0.3倍时,探测宽度减小一半。同时反潜机航向对磁异探测宽度随潜艇磁矩变化关系的影响在东西航向上达到最大。另外,在对潜艇磁矩对磁探仪探测宽度的影响近似估计时,可采用偶极子磁场的最小探测宽度模型进行计算。     

环境激励下自升式海洋平台损伤诊断

为探究适用于海洋平台结构的有效损伤诊断方法,针对某自升式平台的比例模型开展环境激励下损伤诊断试验研究。分别采用频域法中的增强频域分解法和时域法中的随机子空间法处理测试数据,提取前三阶的固有频率、振型和阻尼比等模态参数,并结合频率和振型识别结果计算节点柔度矩阵。通过分析平台模型模态参数和节点柔度矩阵的变化率,识别预先设置的结构损伤。试验结果表明,两种模态识别方法均能有效识别环境激励下的平台模型模态参数,其中利用固有频率变化率能够有效判断结构是否产生损伤,利用振型和柔度矩阵的变化率能够实现损伤的准确定位。     

精细时程积分在载荷识别中的应用

在载荷识别的逆问题研究中引入精细时程积分的理论,给出了基于模态分解形式的载荷识别公式,并构造出矩阵表达形式,能利用结构响应数据通过迭代求解瞬态随机外部激励幅值.数值算例结果表明,该方法能较好地识别外部激励,而且在已知激励位置时,识别结果更加可靠,精度令人满意.相对于频域内识别外部激励的传统解法,也提供了一种在计算量和精度上都令人满意的时域方法.     

FPSO系泊钢缆漏磁检测仪磁路设计

为了实现对FPSO系泊钢缆的有效检测,研发适合水下环境的漏磁检测仪,应用ANSOFT软件对检测仪磁路部分进行有限元仿真计算,确定了磁路部分的结构,分析各主要参数对磁化效果的影响并优化设计。试验结果证明,设计的磁路满足检测仪使用要求。     

基于磁场梯度的船舶磁场模型

推导了磁旋转椭球体阵列在三维空间中磁场梯度的公式,建立了基于磁场梯度的椭球体阵列的磁场模型.针对模型的精度和稳定性易受人为选择椭球体参数影响的弊端,利用逐步回归方法来确定船舶磁场模型的各参数.船模试验表明,该模型精度高,可以广泛用作磁性目标的近距离定位和磁场建模.     

船舶电力系统谐波电流检测方法研究

针对船舶电力系统在非理想状态下三相电压畸变和负载突变情况，结合现有研究，提出一种改进的基于平均值模块的谐波检测方法。采用低通滤波器（LPF）串联平均值模块的结构替代传统平均值模块，同时采用三相电压锁相电路替代传统的锁相电路，从而提高其检测精度。仿真试验结果表明，采用所设计的方法在三相电压畸变、负载突变情况下进行谐波检测能提高检测精度。