基于变分原理的闭环机构奇异位形分类与判定

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并联机器人奇异位形分析的几何方法

并联机器人奇异位形分析的几何方法

并联机器人奇异位形分析的几何方法沈辉;吴学忠;刘冠峰;李泽湘【期刊名称】《自动化学报》【年(卷),期】2004(030)003【摘要】采用微分几何方法,提出一种针对一般并联机器人的奇异性的分类方法.依据奇异流形与奇异运动方向的关系,将奇异性进一步区分为一阶奇异性和二阶奇异性,基于二阶奇异点分布的连续性属性将其中的二阶奇异性进一步分为退化和非退化奇异性,并对退化奇异性的物理含义进行了分析,指出退化奇异给机构带来的危险性.最后针对冗余驱动的平面二自由度并联机构进行了分析.%Using the language of differential geometry, this paper provides a fine classification of singularities of general parallel robots. Based on the relations between singularity manifolds and singularity distributions, these singularities are further subclassified into first-order singularities and second-order ones. Furthermore, the second-order singularities can be distinguished as degenerate or nondegenerate singularities by whether they form continuous curves on configuration manifolds. This paper also gives an insight into the degenerate singularities, which can sometimes be a source of danger not only to the mechanism itself but also to workers to operate the mechanism. Finally, a planar two degrees-of-freedom mechanism with one redundant actuator is given to illuminate the method.【总页数】7页(P330-336)【作者】沈辉;吴学忠;刘冠峰;李泽湘【作者单位】国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙,410073 ;国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙,410073 ;香港科技大学电气工程学系,香港;香港科技大学电气工程学系,香港【正文语种】中文【中图分类】TH112【相关文献】1.6 自由度 3-PRPS 并联机器人奇异位形分析 [J], 朱大昌;韩书葵;方跃法2.新型6自由度3-UrRS并联机器人的奇异位形分析 [J], 高征;高峰3.3-DOF并联机器人奇异位形分析 [J], 赵洪全;赵新华4.3-RRRT并联机器人运动学和奇异位形分析 [J], 孟广柱;赵新华;李彬5.新型并联机器人的奇异位形分析 [J], 高征;高峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

一种新型球面并联机构的奇异位型分析

一种新型球面并联机构的奇异位型分析

第4 期
V0 1 . 2 6 No . 4

科技纵横 ・

种新型球面并联机构的奇异位型分析
张子 英
( 山西煤炭管理干部学 院 , 山西 太原 0 3 0 0 0 6 )
【 摘 要】本文研究了一种新型球面变胞机构。首先, 运用矢量代数法, 建立机构的运动学模型, 对机构运动学方
少 自由度并联机器人具有结构简单 、 制造成本 低、 累计误差小等优点 , 越来越受到大量学者 的研 究 。随着少 自由度并联机构广泛的应用 , 其奇异位
形 的研究 成 为热点 。 奇 异 位 形 是 机 构 运 动 到 特 殊 位 置 所 具 有 的特 定 位 形 。在 特殊 位 置下 , 机 构 或者 处 于死 点 不 能继
k 5 =s ‘ p l c +c l c o p 2 s o p 3
七 6 = 一 s ‘ p I s 3 + c o p 1 c o p 2 c < P 3
对式( 8 ) 两边关于时间求导 , 就 可以得到机构输 出速度与输入速度之间的关系模型
∞ =

f c l c 一 s c p j c c p 2 s 一 c o p I s 一 s I c 2 c < p 3 s I s 2 ]
位 形研 究 。
点, 与R 轴线平行 , 与R 轴线垂直相交于 点。 转 动副 R 所对应的铰链点 A 。 、 A : 和A , 在初始位置时 呈等边三角形布局 。中间支链的结构为 。 u 2 I , 如
图 3所 示 。U 鸵副 由 2个 轴 线互 相 垂 直 的转 动 副 R
,如 图 2所 示 。
图 2 环形支链
图 3 中间支链
分别以 0 、 0 。 为坐标原点 , 建立静坐标系 0 一 x y z 和动坐标系 0 。 一 x Y , z 。 。其中静坐标系的 x 轴与 O A 。

【CN109708875A】一种基于变分模态分解Volterra模型奇异值熵的转子故障诊断方法【专利

【CN109708875A】一种基于变分模态分解Volterra模型奇异值熵的转子故障诊断方法【专利
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910070010 .5
(22)申请日 2019 .01 .24
(71)申请人 北华大学 地址 132000 吉林省吉林市龙潭区新山街1 号
(72)发明人 周小龙 杨恭勇 姜振海 马风雷
(74)专利代理机构 北京君泊知识产权代理有限 公司 11496
代理人 王程远
(51)Int .Cl . G01M 13/02(2019 .01)
(10)申请公布号 CN 109708875 A (43)申请公布日 2019.05.03
( 54 )发明 名称 一种基于变分模态分解Volterra模型奇异
值熵的转子故障诊断方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种基于变分模态分解 Volterra模型奇异值熵的转子故障诊断方法,包 括数据采集、信号分解、选取分量、模型建立、建 立向量矩阵、奇异值计算、数据选取、代入检测和 故障诊断 ,本发明结构科学合理 ,使用安全方便 , 本发明在对转子故障进行检测时 ,通过变分模态 分解将转子振动信号分解为一系列固有模态函 数分量 ,建立出二阶 Volterra自 适应预 测模型 , 并获取模型参数向量 ,通过获取的模型参数向 量,建立初始特征向量矩阵 ,随后对奇异值进行 归一化处理 ,得出奇异值熵 ,构建奇异值特征向 量公式 ,随 后通过模 糊C均值聚类算法将取出的 部分样本数据进行计算 ,得出数据并进行记录 , 最后根据计算出的数据,得出转子故障原因。
算出的数据,构建奇异值特Βιβλιοθήκη 向量式中,为归一化奇异
值,Pi=pi,H为奇异值熵。
2
CN 109708875 A
权 利 要 求 书
2/2 页

变分原理简介

变分原理简介
• 函数y(x) 的宗量 x 的增量x 是指这个宗量的某两值之差 x x x1 ,如果 x 的微分用dx 表示,则 dx也是增量的一
种,即当这种增量很小时,dx x 。
• 泛函 yx 的变分,用 y x或 y表示, y x是指y(x) 和 跟它相接近的 y1 x之差,即 yx yx y1 x 。这里应 指出: y x 也是 x 的函数,只是 y x 在指定的 x域中都 是微量。而且宗量 y(x) 在接近 y1 x 的一类函数中是任
所以说函数的微分是函数增量的主部,这个主部对于x 来
说是线性的。
函数的微分和泛函的变分
• 泛函的变分:对于y x 的变分 y x所引起泛函的增量,定
义为
y x y x y x 可以展开为线性的泛函和非线性的泛函项
L y x y x y x, y xgmax y x 其中 yx, yx 是 y x 的同阶或高阶小量,即当 yx 0 时,max y x 0 ,而且 yx, yx也接近于零,于是上式 中泛函的增量对于 y x 来说是线性的那一部分,即 L y x y x ,它叫做泛函的变分,用表示。
意改变着的。
• 注意: y 是在 x 0,即x 在一定的条件下,两条函数
曲线上,两点函数值之差。
函数的微分和泛函的变分
• 函数的微分即函数的增量
y yx x yx
可以展开为线性项和非线性项
y Axx x,xx
其中A x与x 无关, x,x则和x 有关,而且 x 0, x,x 0
于是就称y x是可微的,其线性部分就称为函数的微分 dy Axx yxdx
经典变分问题
• 最速落径问题
在垂直平面内,两点p1、p2间确定一滑槽,使一物体在 自重作用下,以最短时间由p1下降到p2。

基于能量变分原理的箱形梁畸变效应分析

基于能量变分原理的箱形梁畸变效应分析

基于能量变分原理的箱形梁畸变效应分析基于能量变分原理的箱形梁畸变效应分析摘要:本文基于能量变分原理,分析了箱形梁畸变效应。

首先介绍了箱形梁畸变效应的定义和影响因素,然后推导了畸变效应的数学模型,并结合实例进行了数值分析。

最后,根据分析结果给出了一些建议,以减小箱形梁畸变效应。

1. 引言箱形梁是一种常用的结构元件,在工程中被广泛应用。

然而,由于材料力学性质的非线性和加载条件的复杂性,箱形梁在受力时会出现畸变效应。

畸变效应会导致梁的变形失稳和结构强度的下降,因此深入分析畸变效应对于提高结构的稳定性和可靠性具有重要意义。

2. 箱形梁畸变效应的定义和影响因素箱形梁的畸变效应是指在受力作用下,原本平直的梁产生的曲率和扭转变形。

畸变效应的大小与多个因素相关,包括梁的尺寸、材料性质、截面形状和加载方式等。

3. 箱形梁畸变效应的数学模型为了分析箱形梁的畸变效应,可以基于能量变分原理建立数学模型。

能量变分原理是经典的结构力学方法,它将问题转化为寻找使系统总势能取极小值的位移场。

通过引入适当的位移场和应变能密度函数,可以得到畸变效应的数学表达式。

4. 箱形梁畸变效应的数值分析通过对箱形梁畸变效应的数学模型进行数值分析,可以得到各个因素对畸变效应的影响程度。

例如,当梁的尺寸增大时,畸变效应会增大;当材料的弹性模量增加时,畸变效应会减小。

通过对不同情况下的数值模拟,可以评估和比较不同参数对畸变效应的影响。

5. 箱形梁畸变效应的影响与建议根据数值分析结果,可以得到一些结论和建议,以减小箱形梁的畸变效应。

例如,在设计过程中应尽量增大箱形梁的截面尺寸,以减小畸变效应;合理选择材料的弹性模量,以控制畸变效应的大小。

此外,还可以考虑在梁的设计中引入补强结构,以提高结构的稳定性和抗弯刚度。

6. 结论本文通过基于能量变分原理的数学分析,对箱形梁畸变效应进行了深入研究。

通过数值分析得到了不同因素对畸变效应的影响程度,并给出了针对畸变效应的相关建议。

变分原理

变分原理
dx x0 x
泛函的变分定义与函数的微分定义很相似
自变函数y (x)的变分 δy (x)
引起泛函的增量
y ( x ) y ( x ) y ( x )
可以展开为线性项和非线性项
L y ( x ) ,y ( x ) y ( x ) ,y ( x ) y m a x
就是求解最速降线问题——求出的曲线就是最速降线。
A(0,0)
y
O
P(x,y)
B(x1 ,x2)
X
v
速度
利用能量守恒定律写出该问题的数学 形式: 位能= 动能
mgy= 1 mv 2 2
v= 2gy
从A点沿曲线到任一点p走过的弧长来看
速度又可表示为: v= ds = 2gy dt
ds=
1+

③ 变分 研究函数的极值的方法就是微分法 研究泛函极值的方法就是变分法
而我们过去是利用微分学来研究函数的极值 问题的。
举例:最速降线问题
平面两点: A、B,不在同一个水平面上,也不
在同一铅垂线上
一重物沿曲线受重力作用从A点向B点自由 下滑,不计重物与曲面之间的摩擦力,从A 到B自由下滑所需时间随该曲线的形状不同 而不同。问下滑时间最短的曲线是哪一条?
记作:
L y( x )
x2

1 y'( x )2dx
x1
显然:当取不同函数Y对应有不同的泛函值
举例2:弹性基础梁
x l y
x0, xl: v(0)v(l)0 v"(0)v"(l)0
位能: Π =梁的变形能+弹性基础的变形能-力函数
梁的变形能
V1

保证闭环性能品质的奇异摄动类降阶方法

保证闭环性能品质的奇异摄动类降阶方法

保证闭环性能品质的奇异摄动类降阶方法的报告,800字
本报告旨在详细介绍一种名为奇异摄动类降阶方法的性能保证的闭环控制技术。

该方法可以有效地调节系统模型的参数以及整体性能,实现精确的闭环控制性能。

奇异摄动类降阶方法是基于系统模型的控制参数的调节,具体来说,是通过调整系统模型的控制参数来改变系统的性能特性,使得系统的性能表现与设计要求比较接近,从而实现闭环控制的目标。

在奇异摄动类降阶方法中,可以通过调整三个参数,即质量比、死区范围和死区参数来精确的控制系统的性能。

首先,质量比可以调节系统的加速度,提高系统的运行稳定性;其次,死区范围可以改变死区的大小,以避免硬件组件之间碰撞;最后,死区参数可以调整控制器的作用时间,从而获得更好的性能。

奇异摄动类降阶方法可以有效地实现闭环控制性能,具体来说,该方法可以实现高准确度的控制,并且具有更优畅的运行性能,从而确保系统的稳定性。

此外,该方法通过调节模型的参数,可以实现满足不同外部环境条件的多样性控制,同时,可以实现较低的硬件资源消耗,从而减少系统的总体成本。

总的来说,奇异摄动类降阶方法是一种性能保证的闭环控制技术,可以有效调节系统模型的参数,实现准确的闭环控制,同时具有较低的硬件资源消耗,从而实现较高的性能与质量。

高等机构学06奇异分析讲义

高等机构学06奇异分析讲义

奇异的分类
按机构的运动状态分类
(4) 瞬时几何奇异
奇异的分类
按机构的运动状态分类
(5) 连续几何奇异
奇异的分类
按机构的运动状态分类
(6) 自由度瞬时变化奇异
奇异的分类
按机构的运动状态分类
(7) 自由度变化奇异
奇异的分类
按奇异形成的原因分类
(1) 运动学奇异 在某些位形下表示机构的运动副的诸螺旋之间发 生线性相关,使机构输出构件的自由度减少,称为机 构的运动奇异
(2) 约束奇异
并联机构在某位形时锁住所有的主动件,作用在 机构或机构输出构件上的约束螺旋变成线性相关,独 立的约束数目减少,机构保留了部分自由度。
奇异的分类
奇异按线性丛分类
当机构的所有主动件被锁住下,输出件受到约束 力,当约束力发生线性相关时,这些约束力的作用线 都属于所谓的线性丛。 (1)一般线性丛奇异
并联机构的奇异曲面
Stewart平台的奇异轨迹
det(J f ) 0 展开并简化得到
f1Z 3 f 2 XZ 2 f 3YZ 2 f 4 X 2 Z f 5Y 2 Z f 6 XYZ f 7 Z 2 f 8 X 2 f 9Y 2 f10 XY f11 XZ f12YZ f13 Z f14 X f15Y f16 0
在一般位型下,约束螺旋系的秩通常为 6。意味着 5 个驱动器可以完全地控制机构运动平台的位姿。 但如果该约束螺旋系在某些位姿下发生降秩,则说明 机构发生了驱动奇异。
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。

变分原理1-4节

变分原理1-4节

第七章 变分原理§1 泛函分析中的一些概念在变分原理及有限元等数值方法中,要涉及到泛函分析中的一些概念。

虽然有些概念在应用某些数值方法求解问题时,并非必需,但是掌握它们对于深入研究数值法的理论,阅读有关文献专著,却有很大的益处。

本节将根据需要,对某些概念作一简单介绍。

1.1 Hilbert 空间在引进Hilbert 空间的概念之前,我们先对线性空间等概念作一简单回顾。

1.线性空间定义1 设H 是某些元素的集合,K 是实数(或复数)域。

如果对H 中任何元素,x y ,定义了一种所谓“加法”运算x y +及a K ∈与x H ∈的“数乘”运算ax ,使x y +,ax 属于H ,且具有性质:(1)x y y x +=+;(2)()()x y z x y z ++=++;(3)存在所谓“零元素”,H θ∈使,x x x H θ+=∀∈;(4)对任何x H ∈,都有一个相应的“逆元素”x H -∈,使()x x θ+-=; (5)()(),,,x x K x H αβαβαβ=∈∈; (6)1,x x x H ⋅=∈;(7)(),,,x x x K x H αβαβαβ+=+∈∈; (8)(),,,x y x y K x y H αααα+=+∈∈; 则称H 是实数(或复数)域上的线性空间。

例1 定义在[,]a b 上的一切连续函数的全体记作C ;若对任意两个元素,f g C ∈,定义()()()(),()(),,[,]f g x f x g x x a bf x f x K xa b ααα+=+∈=∈∈则空间C 是实线性空间,记作[,]C a b 。

例2 考虑有限空间[,]a b (或区域Ω)上平方可积函数()f x ,即使2|()|b af x d x <∞⎰(或2|()|f x dx Ω<+∞⎰)(1.1) 成立的函数类,记作2[,]L a b (或2()L Ω),对于2,[,]f g L a b ∈,显然,a f f g +均属于2[,]L a b ,且满足性质(1)-(8),故2[,]L a b (或2()L Ω)可积是线性空间。

一种指纹图像奇异点检测的方法

一种指纹图像奇异点检测的方法

一种指纹图像奇异点检测的方法谭台哲;宁新宝;尹义龙;詹小四;陈蕴【期刊名称】《软件学报》【年(卷),期】2003(014)006【摘要】准确、可靠地检测奇异点(core点和delta点),对指纹分类和指纹匹配具有重要的意义.针对低质量指纹图像奇异点检测中精确定位和可靠性判断的难题,提出了一种检测指纹奇异点的方法.首先,对于一幅指纹图像,在同一分块尺寸下进行多次图像错位分块,并且分别在不同的图像错位分块情况下检测指纹的奇异点,得到区域相对集中的奇异点位置的集合,并计算其质心,以精确地确定奇异点的位置.然后,再在不同的分块尺寸下检测奇异点,并进一步判断上一步所检测到的奇异点的真伪.该方法利用了多次图像错位分块检测的奇异点位置相对集中和各级分块尺寸下检测的奇异点位置相互关联的特性,能够从指纹图像中较精确、可靠地检测出奇异点.在部分典型低质量指纹图像上的实验结果验证了该方法的有效性,对低质量指纹图像具有良好的鲁棒性.【总页数】7页(P1082-1088)【作者】谭台哲;宁新宝;尹义龙;詹小四;陈蕴【作者单位】南京大学,电子科学与工程系,江苏,南京,210093;南京大学,电子科学与工程系,江苏,南京,210093;山东大学,计算科学与技术学院,山东,济南,250100;南京大学,电子科学与工程系,江苏,南京,210093;阜阳师范学院,计算机系,安徽,阜阳,236032【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.一种指纹图像奇异点检测方法 [J], 徐洞成;程新明;李甜;任强2.一种基于奇异点检测的光流场去噪方法 [J], 聂烜;吴成富;陈怀民3.指纹图像奇异点提取的一种鲁棒方法 [J], 沈伟;SHENJun;等4.尖拱型指纹图像中奇异点检测方法 [J], 程新明;徐洞成;李甜;戴瑜;刘辉5.一种带奇异点检测和补偿的GPR在线软测量方法 [J], 钟怀兵;熊伟丽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

一种基于变分模态分解的动力设备异常检测方法及系统[发明专利]

一种基于变分模态分解的动力设备异常检测方法及系统[发明专利]

专利名称:一种基于变分模态分解的动力设备异常检测方法及系统
专利类型:发明专利
发明人:王航,彭敏俊,王晓昆,夏庚磊,夏虹,刘永阔
申请号:CN202010908120.7
申请日:20200902
公开号:CN112036042A
公开日:
20201204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于变分模态分解的动力设备异常检测方法及系统。

所述基于变分模态分解的动力设备异常检测方法,包括:获取待测动力设备的运行数据;运行数据为非平稳随机数据;对待测动力设备的运行数据进行变分模态分解,得到多个待测本征模态函数;对各待测本征模态函数进行相空间重构,得到多个待测重构特征参数;计算各待测重构特征参数的排列熵和样本熵,并对待测重构特征参数的排列熵和待测重构特征参数的样本熵进行合并,得到待测特征;将待测特征输入至训练好的卷积自编码器中,得到待测动力设备的故障诊断结果。

本发明能及时快速地检测出非平稳、非线性的早期微小异常,提高检测的准确性和检测效率。

申请人:哈尔滨工程大学
地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学
国籍:CN
代理机构:北京高沃律师事务所
代理人:刘凤玲
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工业机器人奇异位形的探讨与分析

工业机器人奇异位形的探讨与分析

Probe and Analysis on Singular Configuration of
Industrial Robots
作者: 舒晓春[1];黄小玲[1];卢玉华[2];于中海[1]
作者机构: [1]宣城职业技术学院,安徽宣城242000;[2]唐山昊晟科技有限公司,河北唐山063000
出版物刊名: 攀枝花学院学报:综合版
页码: 31-34页
年卷期: 2019年 第2期
主题词: 工业机器人;奇异位;反向运动学
摘要:随着科技的进步,从三轴工业机器人到六轴工业机器人,在企业中工业机器人得到大量的运用,工业机器人具有高度的灵活性和平稳性,但工业机器人在使用时候有一共同问题,机器人奇异位报警,以六轴工业机器人为研究对象,使用了Jacobian矩阵分析奇异位产生的原因,然后给出了一些在操作中解决问题的方法,这样对于初学者掌握工业机器人的操作有较大的帮助。

奇异系统的分解

奇异系统的分解

第6章奇异系统的分解6.1导论在这一章中,我们开始关注更加一般类型的线性时不变系统的结构分解,即线性奇异(descriptor)系统。

奇异系统通常在文献中也称为广义系统(generalized systems),出现在许多实际应用中,包括工程系统,经济系统,网络分析和生物系统中(可参见Dai [43] , Kuijper [79]和Lewis [80])。

事实上,现实生活中的许多系统在本质上是奇异的。

因为缺乏有效的工具来处理奇异系统,常常用正则系统来简化或近似它。

在近三十年中,不管是利用代数还是几何方法的线性奇异系统的结构分析都得到了许多学者的相当关注(参见Chu和Mehrmann [37],Chu 和Ho [38],Fliess [53],Geerts [57],Lewis [80-82],Lewis 和Ozcaldiran [83],Loiseau [93],Malabre [97],Misra 等[99],Van Dooren [143,144],Verghese [146],Zhou 等[161],以及其中的参考文献)。

一般说来,几乎所有涉及奇异系统的研究工作都是对相应正则系统的自然推广,尽管这些推广并不是直接的。

对非奇异系统,象有限和无限零点结构,可逆结构这样的系统结构性质已经充分展示了在解决各种控制问题中所发挥的重要作用,包括打,'‘控制和干扰解耦(参考[22]和[120])。

然而奇异系统的结构特性和它们在奇异系统控制问题中的应用在文献中就没有得到应有的重视。

在这一章中,我们将给出一般多变量线性奇异系统的结构分解技术。

和第 5 章的系统相对应,这样的技术可以捕获和揭示一般奇异系统的结构特性。

也可以认为是第 5章正则系统对应结果的自然推广。

但是很快就会发现对一般多变量奇异系统进行结构分解更加复杂。

可以预计这样的分解技术能够成为解决大量奇异系统控制问题的有力工具,如戸和匚控制,模型降阶和干扰解耦,这只是其中的几个例子而已。

开关柜合格性检验的力矩奇异性特征分析方法

开关柜合格性检验的力矩奇异性特征分析方法

开关柜合格性检验的力矩奇异性特征分析方法
张铁;杨明达;邹焱飚
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】面向开关柜的合格性检验,提出一种基于力矩信号奇异性分析的检验算法。

根据开关柜的合格性与力矩信号的奇异性特征的相关性,提出将力矩信号的12个统计学特征通过Fisher判别法压缩至5个,并将由该特征组成的样本集输入至SVM
分类器中训练出能判别开关柜合格性的SVM模型。

最后对所提算法进行了实验验证,结果表明所提算法对开关柜的合格性检验的识别率达100%,延迟在30ms以内,所识别点均落在设定区域内。

阻尼干扰下,与小波变换理论算法相比,在兼顾快速响
应的同时鲁棒性更好,且不需要大量的训练样本和训练时间。

【总页数】7页(P361-367)
【作者】张铁;杨明达;邹焱飚
【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TP242.2;TH17
【相关文献】
1.冬季施工混凝土的合格性检验方法
2.长期堆放氯氧镁水泥合格性检验方法研究
3.分类数据测量等价性检验方法及其比较:项目阈值(难度)参数的组间差异性检验
4.正
交各向异性材料切口尖端热弹奇性特征分析5.人红细胞生成素乳腺特异性表达载体构建及其可行性检验方法的建立
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基于变分模态分解奇异值熵的滚动轴承微弱故障辨识方法

基于变分模态分解奇异值熵的滚动轴承微弱故障辨识方法

基于变分模态分解奇异值熵的滚动轴承微弱故障辨识方法张琛;赵荣珍;邓林峰【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)021【摘要】针对滚动轴承微弱故障难以识别的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与奇异值熵融合的滚动轴承微弱故障辨识方法.该方法对滚动轴承的振动信号进行VMD分解获得4个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),并根据一种均方差-欧氏距离指标选择出含丰富故障信息的IMF分量进行信号重构;对重构信号进行奇异值分解获得奇异值对角阵,进而结合信息熵理论求取对角阵的奇异值熵;利用奇异值熵的大小区分滚动轴承的工作状态和故障类型.用美国西储大学的滚动轴承振动信号对所述方法进行验证的结果表明:相比传统EMD奇异值熵故障诊断方法,该方法能够更清晰地划分出滚动轴承微弱故障的类别区间,有助于实现微弱故障类型的准确辨识,为滚动轴承微弱故障诊断提供了一种可靠的评估依据.【总页数】6页(P87-91,107)【作者】张琛;赵荣珍;邓林峰【作者单位】兰州理工大学机电工程学院,兰州730050;兰州理工大学机电工程学院,兰州730050;兰州理工大学机电工程学院,兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TP206.3;TH132【相关文献】1.基于变分模态分解排列熵和粒子群优化支持向量机的滚动轴承故障诊断方法 [J], 阮婉莹;马增强;李亚超2.基于最大幅值变分模态分解和均方根熵的滚动轴承故障诊断 [J], 孟宗; 岳建辉; 邢婷婷; 李晶; 殷娜3.基于变分模态分解和多尺度排列熵的滚动轴承故障诊断 [J], 张建财; 高军伟4.基于改进自适应变分模态分解的滚动轴承微弱故障诊断 [J], 谷然; 陈捷; 洪荣晶; 潘裕斌; 李媛媛5.基于参数优化变分模态分解的滚动轴承微弱故障诊断研究 [J], 瞿红春; 许旺山; 郭龙飞; 林文斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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机 构 的 自由度 是 指机 构 在某 一 位 形下 ,() 1
有 确 定 运 动 时 所 必 须 给 定 的 独 立 运 动 数 目 。 构 奇 异 机
位 形 是 指 机 构 在 主 动 件 的 驱 动 下 运 动 , 运 动 过 程 中 在 如果 机构 的运动 学 、 力学 性 能瞬 时发 生突变 , 构或 动 机
式 中 :7 7(・)=0 示 m 个 独 立 的 约 束 方 程 , (・)= 表
0 ,i= 1, , 2 … ,m 。
这 些 约 束 来 自于 闭 环 机 构 的 闭 环 回 路 方 程 , 机 与 构 的结 构 和 几 何 有 关 。 此 位 形 空 间 Q可 表 示 为 Q= 因 (l q q 叼( )=0} Q 为 嵌 入 在 广 义 坐 标 空 间 E 中 的 n— m , 维流形 。 中的每个 点对 应 于机构 的一 个位 形 , 程组 p 方
同 样 可 以 写 为 【 】= ( Ⅳ N , … N2,
面的梯 度矢量 。 1 1 位 形 空 间奇 异 .
) ,

[ 第 i 行 向 量 , 位 形 空 问 9 中第 i 约 束 超 曲 Ⅳ】 个 是 个
在 一 般 点 处 , 量 Ni 成 线 性 独 立 的 集 合 , 且 向 组 并
器6. (2 ,) 0 1, m ,…
8, 示第 q表

( 2 )
该 式 是 变 分 8q 应 当 满 足 的 条 件 。 物 理 意 义 上 , 在 个 关 节 的 虚 位 移 。 n个 虚 位 移 , 中 只 这 其
有 n— m 个 是 独 立 的 。 上 面 的方 程 可 以 写 成 矩 阵 的形 式 :
奇异位形 变分 原 理 位 形 空 间
方 法适 用 于一般 闭环 机 构 的奇 异 位 形 分 析 。
关键词 : 闭环 机 构
中 图分 类 号 :H12 T 1
文 献 标识 码 : A
文 章 编 号 :0 0— 9 8 2 1 )7— 0 8—0 1 0 4 9 (0 0 0 0 0 4
叩( 一, q q)=0 一 般 表 示 Q 中 m 个 约 束 超 曲 面 。 ,
处 于死 点 、 失 去 稳定 、 自由度 发生 变 化 , 得机 构 或 或 使 传 递 运 动 和 动 力 的 能 力 失 常 时 的 位 形 1 目 前 , 献 中 。 文
已出现 多种 关 于奇 异 位 形 的研 究 方法 , 中典 型 的方 其
n — m
1 闭环 机 构 奇 异 位 形 的 分 类
[ 】 N 6g=0 ( 3)
进 行 奇 异 分 析 , 辉 和 吴 学 忠 基 于 拓 扑 学 和微 分 几 何 等 沈
数 学 工 具 对 并 联 机 构 的 奇 异 位 形 进 行 研 究 和 分 类 。 此
外 还 有 基 于 螺 旋 理 论 以及 基 于 对 偶 螺 旋 概 念 的 分 类 方 法 , 几 何 方 法 以及 矩 阵 分 析 方 法 等 。 线
基 于 变 分 原 理 的 闭 环 机 构 奇 异 位 形 分 类 与 判 定
口 李 纯刚
东华 大 学 机 械 工 程 学 院 上 海 2 12 060

要 :提 出利 用 变分 的方 法对 闭环 机 构 的 奇 异位 形进 行 分 类 与 判 定 , 并揭 示相 应 奇 异位 形 的 不 同物 理 意 义 。 分 变
矩 阵 [ 】 秩 ,a k N 】 m 。 有 一 点 处 rn [ 】 N 满 rn [ : 若 a k N <m ,
在 该 点矩 阵 [ ] 行 向量 线 性 相 关 , 时 独 立 的虚 位 Ⅳ 的 此 移 的 数 目 发 生 改 变 , 于 凡一 m 。 么 对 于 自 由 度 为 大 那
式 中 : 口为 关 节 虚 位 移 向 量 , 向 量 ( q , q , , ) 8 由 8 8 z… 8 表示 。 阵 【 】 示为 : 矩 N 表
[ 】= 【 / ] N a a () 4
从 奇 异 位 形 定 义 可 知 , 与 时 间无 关 , 与 机 构 的 它 只 位 形 ( 动 副 及 其 几 何 位 置 、 动 件 、 动 件 以 及 末 端 运 主 被 执 行 器 ) 关 。 此 , 统 的基 于 速 度 输 入 输 出 方 程 对 有 因 传 奇 异位形 的分 类 , 能 完全 反 映奇异位 形 的本质 特性 。 不 运 动 副 参 数 的 一 次 变 分 就 是 虚 位 移 , 位 移 是 指 在 给 虚 定 位 置 上 , 点 或 质 点 系 在 约 束 允 许 的 条 件 下 可 能 发 质 生 的 任 何 无 限 小 位 移 ” 。 一 方 面 , 构 系 统 的 自 由 另 机 度 等 于 独 立 坐 标 的 变 分 数 目 ” I而 奇 异 位 形 是 瞬 时 自 。, 由 度 发 生 变 化 时 的 位 形 , 此 本 文 提 出 利 用 变 分 的 ; 因 b - 法 对 闭环机构 奇异 进行 数学 分析 和分类 。
法 有 G sei o sl n和 An ee g ls的 基 于 输 入 输 出 速 度 方 程 的
分 析 方 法 1 Z aa o t , l tn v 在 基 于 关 节 速 度 方 程 并 且 基 于
对 上 述约束 方程 取变 分得 :
机 构奇 异 位形 的一般 定 义 ( 机 构 的运 动相 对 于 输入 即 速度 或输 出速度 无 法确定 时 的位形 ) 基础 上 , 闭环 的 对 非 冗 余 机 构 的 奇 异 进 行 了 分 类 , C ak基 于 坐 标 不 变 FPr 的 微 分 几 何 方 法 ]对 含 有 主 动 和 被 动 关 节 的 闭 环 机 构 ,
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