不确定系统的保性能可靠控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的保性能可靠控制问题.利用LMI给出了不确定线性系统对执行器故障具有渐近稳定性及可靠保性能的充分条件,进而讨论了参数不确定线性系统的保性能可靠控制器的设计问题.根据凸优化理论,给出了最优保性能可靠控制器的线性凸优化设计算法和设计步骤.采用所设计的可靠状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且保持原有的性能指标.     

基于局域波和混沌的微弱故障信号检测方法

为了利用微弱信号准确诊断转子系统早期故障,提出了一种基于局域波法和混沌振子相结合的信号检测方法。利用局域波法将微弱的故障信号分解为有限的并且具有不同基本模式的分量,每个分量是单一成分信号,实现了信噪分离。将局域波分量输入混沌振子,通过混沌振子系统行为由混沌状态变为大周期运动状态,表明检测信号中含有特征成分,实现了利用混沌振子对低信噪比的微弱信号识别。故障诊断结果表明:所提出的检测方法是可行的,能准确诊断转子系统早期不对中故障。     

自适应信号灯亮度控制系统研究

自适应灯光控制系统主要使用自适应灯光控制技术,并通过有效、可靠地检测环境光照强度．根据光照强度控制输出10级亮度控制信号,实时调节信号灯的亮度,从而保证行人能够清晰地看到信号灯色,同时降低能源消耗.     

基于MSP430的倒计时交通信号控制器设计

太阳能供电的交通信号控制器对光照的依赖性较大,基于MSP430超低功耗微控制芯片,设计了一种低成本、低功耗的倒计时交通信号控制器,并通过RS—232串口实现和上位机的联网通讯.实验结果表明：本系统控制信号灯稳定可靠,功耗超低,可用于太阳能供电的环境.     

不确定时滞系统的动态输出反馈保性能可靠控制

针对一类不确定时滞线性系统,研究了在执行器发生故障情况下动态输出反馈保性能可靠控制器的设计问题.利用变量替换方法,给出了系统存在动态输出反馈保性能可靠控制器应同时满足的两个线性矩阵不等式(LMIs),并给出了控制器的设计方法和设计步骤.利用论文方法设计的动态输出反馈保性能可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及执行器失效都保持鲁棒稳定,并且使系统满足保性能的指标要求.数值算例说明了所提出设计方法的有效性.     

铁道信号系统安全计算机状态监测方法

基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)提出了状态监测和故障诊断的原理与基本流程。通过观测数据的提取与降维,正常态模型训练与改进,故障态模型训练等一系列措施,实现了两模冗余安全计算机的状态监测,对正常态与时钟偏离1%～10%等7种不同条件进行监测。监测结果表明:对数似然概率均值从-228.98降至-1 385.60,健康状态不断恶化。对1号处理单元(PU1)故障状态进行仿真监测时,将PU1故障与PU1故障态、正常态、安全容错管理单元(FTSM)故障态、通信控制器(CC)故障态以及系统受扰故障态进行比较,得到对数似然概率均值分别为-161.95、-13.72、-14.13、-40.17及-35.69,证明了系统所发生的故障是因PU1所致。监测方法能够有效实现安全计算机健康状态的检测,为铁道信号安全计算机监测技术提供理论支撑。     

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PLC是工业控制的重要手段和主要的基础设备。本文阐述了应用PLC实现交通控制的优越性;对PLC应用于交通信号控制系统的设计步骤进行了介绍。基于松下可编程控制器FP-XC30,根据城市道路交叉口交通信号灯的控制要求,绘制了不同相位控制下的信号交叉口不同流向车流的通行状态示意图,介绍了不同相位控制下交通信号PLC控制程序的设计过程及编写方法。     

基于 Arduino 的车载监控终端设计

为实现智能手机对车辆的实时定位、控制,设计一款车载移动监控终端。终端采用开源硬件A rduino作为主控制器,同时利用GPS、GPRS、CAN等模块,采集并处理定位数据及车辆状态等信息,并上传到通信服务器。智能手机端可获取服务器上的信息并发送控制命令至服务器后返回到车载端的主控制器,主控制器根据命令执行相应操作,从而实现对车辆的实时控制。     

感应加热电源的硬件保护系统设计

为了使感应加热电源控制系统能够对加热温度进行实时、准确、可靠的控制,能够判断和处理异常工作状况,设计了电流检测电路和故障处理电路。电流检测电路可以实时采集感应加热系统工作中的电流大小,并具有过流脉冲生成的功能;故障处理电路在故障发生时及时封锁PWM信号,保证系统安全可靠运行。结果表明设计的硬件保护系统满足了感应加热电源对于温度控制和故障处理的要求。     

考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制

为了保证空调系统在部分故障的条件下,依然满足系统性能要求正常工作,通过对电动汽车空调系统分析,依据空调执行过程的故障模型,建立考虑执行器故障的空调不确定系统,利用状态观测器对系统状态进行了观测.采用线性矩阵不等式LMI（linear matrix inequalities）,设计了能够对空调执行器故障进行补偿的H_∞状态反馈鲁棒控制器,并证明了该控制器的稳定性.仿真实验表明,在有故障和无故障模式下的观测误差最大分别为0.1%和0.6%,满足系统的观测需求;与未考虑执行器故障的电动汽车空调H_∞控制器相比,在10 Hz以下频段,考虑执行器故障的H_∞控制方式可有效地抑制系统输入端所带来的干扰.      

信号倒计时影响下的进口道交通流分析与建模

为揭示信号倒计时对驾驶决策行为的影响,本文基于实测数据对信号控制进口道各断面的车速分布特征进行了分析,研究发现临近停车线处于不同断面位置的车辆行驶特性由于信号倒计时的有无及剩余绿灯时间的影响而存在差异.提出了考虑信号倒计时下驾驶心理的元胞自动机模型,通过数值模拟剖析了不同时空条件(位置、车速与剩余时间)下微观驾驶心理与行为对中观交通流的作用机理.结果表明,该模型可较好地刻画信号灯控制下城市进口道路车辆运行特性.     

A Statistical Parameter Analysis and SVM Based Fault Diagnosis Strategy for Dynamically Tuned Gyroscopes

Gyro's fault diagnosis plays a critical role in inertia navigation systems for higher reliability and precision. A new fault diagnosis strategy based on the statistical parameter analysis (SPA) and support vector machine (SVM) classification model was proposed for dynamically tuned gyroscopes (DTG). The SPA, a kind of time domain analysis approach, was introduced to compute a set of statistical parameters of vibration signal as the state features of DTG, with which the SVM model, a novel learning machine based on statistical learning theory (SLT), was applied and constructed to train and identify the working state of DTG. The experimental results verify that the proposed diagnostic strategy can simply and effectively extract the state features of DTG, and it outperforms the radial-basis function (RBF) neural network based diagnostic method and can more reliably and accurately diagnose the working state of DTG.     

基于振动分析的轴承故障检测方法分析

由滚动轴承故障形式可知,振动是反映滚动轴承故障的最常见特征之一,它能够反映滚动轴承运行状态的信息。因此,在工程实际中倒频谱分析法、特征参数分析法和包络法是滚动轴承故障振动诊断的主要方法,对上述3类振动诊断方法及特点进行分析。     

基于TQWT和稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法

基于稀疏表示理论,提出了一种采用可调品质因子小波变换(TQWT)的滚动轴承故障诊断新方法,分析了包含早期故障成分的原始采集振动信号的特点和早期故障信号的特性,研究了稀疏表示模型在解决故障特征提取问题和故障类型识别问题的应用;运用TQWT将原始信号转换为一组子带小波系数集,研究了利用迭代收缩阈值算法提取出稀疏小波系数的有效性和谱峭度对故障冲击信号敏感的特性,通过计算各子带信号分量的谱峭度,选取包含故障信息明显的子带小波系数,建立了包含稀疏故障信号分量的故障特征提取方法;利用提取出的故障信号稀疏表示分类模型,实现了基于稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法。试验结果表明:在凯斯西储数据集上,提出的故障特征提取方法在剔除干扰成分方面有显著效果,提出方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为99.83%,对于10种类型数据的平均诊断准确率为97.73%;与只运用TQWT和迭代收缩阈值算法进行故障特征提取的方法相比,故障诊断精度提高了11.60%,算法运行时间减小8%;在QPZZ-Ⅱ旋转机械平台采集到的振动数据集上,提出的方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为100%;与传统小波去噪方法相比,准确率提高了35.67%,算法运行时间减小了7.25%。可见,本文提出的方法可以有效解决滚动轴承故障诊断问题。      

调频高斯小波变换在INS/GPS系统中的应用研究

在INS/GPS系统中,对组合导航系统中各传感器进行有效的在线故障检测是保证信息融合算法可靠运行的关键.小波分析在突变检测上有其独特优势.据此,文中以某型INS和MS860 GPS组合系统试验数据进行分析处理,利用调频高斯小波变换方法后,系统航向误差方差由原来的0.1°减小到0.03°,速度的发散也极大地得到抑制.因此,调频高斯小波变换方法有效解决了INS/GPS中在线软故障检测的难题, 提高了INS/GPS系统组合EKF滤波的稳定性和精度.     

跨座式单轨车辆走行轮偏磨损因子模型研究

走行轮胎偏磨损导致换胎频繁是影响跨座式单轨交通运营成本的重要因素之一. 为快速评估不同单轨车辆设计方案的走行轮胎偏磨损状态,采用因子分析方法分析了影响走行轮偏磨损的10个评价指标,建立了走行轮胎偏磨损因子模型,提出了依据走行轮胎偏磨损因子得分高低评价车辆设计方案优劣的方法. 研究结果发现:影响走行轮胎偏磨损的因子得分排序依次为走行轮纵横向参数因子、导向轮轴距因子、走行轮垂向刚度因子和导向轮垂距因子;建立的走行轮偏磨损因子模型和偏磨损因子得分公式能快速评估不同单轨车辆结构设计方案下的走行轮胎偏磨损状态,从而为跨座式单轨车辆转向架开发设计提供了一种有效的优化设计方法.      

基于MSP430单片机的多路信号采集系统

根据微弱模拟信号的检测需要,利用AD7706具有低功耗、高精度A/D转换的特点,以MSP430F149为控制器,设计了一种多路信号采集系统,编制了A/D转换以及MSP430F149与PC机之间的串行通信软件,实现了采集到的数据能在PC机上显示、存储、绘制曲线,同时PC机能给单片机发送控制命令等功能.实践表明该系统能可靠运行.     

噪声背景下提取调制信息的改进奇异值分解技术

在介绍现有奇异值分离技术基本原理及其在故障诊断中的应用的基础上，研究了利用信号时间序列重构的吸引子轨迹矩阵奇异值分布特征与信号特征的关系，引入自相关函数定量计算重构矩阵的延时步长，改进了现有算法，使得吸引子轨迹矩阵的重构更加合理。研究表明该方法能在强噪声背景下提取出所需的调制信号，并成功用于齿轮箱调制故障信号的提取。