振动信号谱估计的低频畸变

本文以航天运载器为例,分析了实测振动信号功率谱的低频畸变现象。指出用基于FFT的周期图方法对长度很短的样本作谱估计时,分辨率太低和数据窗不合适是低频畸变的主要原因。文中讨论了纠正低频畸变的方法,给出了消除低频畸变的实例,结果是令人满意的。 本文还提出了谱分析中“可信分析频带”的概念。认为一次(帧)分析中的上下限频率之比必须小于某个值;凡不满足上述条件的处理结果,低频段的功率谱密度值都是值得怀疑的。     

一种低频信号改善电路的设计与验证

为了解决传感器输出信号低频信号幅度比其他频段信号低的这一缺点,设计制作了一种低频信号处理电路,该电路分为两支路,分别为低频信号处理电路及全频带信号放大电路.其中低频信号处理电路主要对信号进行了放大、滤波、噪声抑制与移相等操作,在该信号将低频信号处理完成后,通过求和电路叠加至全频带放大电路中,从而完成了对低频信号的改善....     

基于STFT的最大预示环境波形重构新方法

振动过程的最大预示环境(MEE)是指在某个关心的结构区域内,通过测量或预示手段获得的以谱形式表示的振动环境数据保守极限。然而,很多振动试验方法,特别是用振动台模拟低频瞬态环境时(低于100 Hz),需要给出试验信号的参考波形。文章结合振动模拟试验及短时傅里叶变换(STFT)时频分析,提出一种振动过程最大预示波形(MEW)的重构新方法。数值仿真结果表明,与传统方法相比,使用新方法重构的MEW误差更小,且试验控制更加灵活、高效,更适合于工程应用。     

短脉冲信号的天线旁瓣响应

讨论了信号在很短的持续时间内，天线旁瓣区域接收的信号波形。可以发现，输出信号的波形与输入信号的波形是完全不同的。给出了分析理论解释并举例说明了这些影响，还证实了分析的有效性。提出了多种用途。     

卫星导航信号畸变导致的测距偏差的估计方法

为定量评估导航信号的测距性能,本文研究了在轨卫星导航信号畸变导致的测距偏差估计问题。基于Vernier采样原理利用大口径抛物面天线采集在轨卫星导航信号,经数据处理获得一个伪码周期的脉冲波形。在此基础上,对该波形起点位置进行精确估计,然后根据延迟锁定环工作原理产生超前本地波形和滞后本地波形,获得E-L鉴别器曲线,最后估计鉴别器曲线的零交叉点偏差,该偏差即为卫星导航信号畸变导致的测距偏差。利用北斗卫星采集信号,获得了B1频点I支路信号的测距偏差,验证了该估计方法的正确性。     

基于相关系数与小波模极大值的火箭振动环境数据预处理方法

提出一种去趋势项和小波模极大值结合的方法对火箭飞行中测得的信号进行预处理,以消除信号中的低频干扰和噪声。对原始振动信号进行经验模态分解(EMD),得到若干个固有模态函数(IMF)分量,对除最后一项分量的IMF进行重构并再次分解,用重新得到的IMF与再次分解前信号的相关系数作为判断标准,剔除分解中产生的低频干扰分量;用小波模极大值方法对消除低频干扰的振动信号进行降噪处理,再用交替投影算法恢复信号。仿真试验和工程实例分析结果表明:该法能有效消除火箭振动信号中的低频干扰和噪声信号。     

多自由度微振动环境时域波形复现的数值仿真

为满足航天器微振动环境模拟的需要,开展了多自由度微振动时域波形复现控制方法研究。首先,介绍了基于时域波形复现的多自由度微振动环境模拟控制理论方法。其次,针对六自由度微振动激励系统,应用MATLAB软件建立了基于实测传递函数矩阵的多输入多输出微振动激励仿真系统,针对微振动时域波形复现闭环控制过程进行了算法编程,并给出了仿真的闭环控制流程图。最后,通过算例对多自由度微振动时域波形复现进行了数值仿真,以给定的白噪声为输入,模拟对实际存在的系统非线性、测量误差等影响因素的控制效果。仿真结果验证了多自由度微振动时域波形复现控制方法的可行性及有效性,所得结论可以为研究多自由度微振动时域波形复现控制系统提供参考。     

基于FPGA的可控量程智能传感器

为了更加准确的测量数据,减小测试误差,保持传感器高灵敏度的输出,本文提出了一种基于FPGA控制的多量程智能传感器,它是利用量程自动切换技术结合传感器、FPGA控制器、接口技术及数据传输等相关技术,使传感器能够根据振动信号的幅值自动选择最佳的测试量程。经试验测试验证,该传感器量程切换处的门限值误差为1.7%,具有良好的测量精度。     

电源噪声与微波振荡器输出杂波的关系研究

在卫星射频系统中，微波振荡器用于产生本地的振荡信号，它需要稳定的直流电源来供电。而在卫星系统中的直流电源往往携带有低频噪声，这些低频噪声通过振荡器的非线性效应被调制到本振频率附近，形成输出杂波。为了研究这些低频噪声对振荡器的影响程度，文章通过实验得到多组电源传导噪声与微波振荡器输出杂波的数据，对所测得的数据进行了分析，寻找到电源端口传导噪声与振荡器输出杂波的对应关系，并通过实验进行验证，得到了符合实验结果的关系式。     

末敏弹毫米波辐射计波形干扰新方法

末敏弹干扰技术的研究具有重要的军事应用价值。基于毫米波交流辐射计的工作原理和电路响应特性,提出了一种波形诱骗的毫米波有源干扰的新方法。采用毫米波干扰源发射窄频信号产生热源,经辐射计宽带接收和检波后获得宽时信号波形,视频放大器低频电路的微分作用使宽时信号波形失真为正、负脉冲形式的分裂信号,其中负脉冲部分类似末敏弹探测装甲目标的负向脉冲波形,实现模拟冷目标的干扰效果。仿真分析与实验验证了该方法的可行性和有效性。     

一种基于频域分析的柔性空间机械臂振动抑制方法

针对采用两级控制的大型柔性空间机械臂轨迹跟踪与振动抑制问题,文章在对系统频域进行分析的基础上,提出了一种应用滤波的振动抑制方法,即通过降低中央控制器输出信号的频率减少伺服跟踪的动态误差。此方法能够有效提高机械臂末端解析点(POR)的动态跟踪精度,并抑制机械臂振动。文章通过某大型机械臂全柔性系统仿真算例对方法的有效性进行了验证,可为机械臂控制和振动抑制提供借鉴。     

基于FE-SEA方法的航天器含支架组件噪声分析

安装在支架上的航天器设备的随机环境条件的制定一般是以经验为基础,并通过试验结果修正,而对于全新构型的航天器,其设备的随机环境条件的制定则只能依靠试验。鉴于目前没有一种成熟的分析方法能在航天器研制初期得出设备安装界面处的噪声响应,文章提出采用FE-SEA 方法,将含支架组件和航天器结构本体看成互相独立的两部分,分别采用不同子系统建模,并以“嫦娥三号”某推力器组件噪声试验数据进行了验证。分析结果表明,含支架组件和航天器结构本体分别采用FE 和SEA 子系统建模,可准确地获得设备安装界面处高频噪声响应,结合低频噪声分析,可作为制定设备随机环境条件的参考。     

航天器铁路运输中的大承载低频减振技术

针对航天器铁路运输过程中传统钢丝绳减振系统多采用定制化设计且难以对低频振动进行有效减振的局限，提出一种可适用于不同航天器的通用模块化复合减振单元，通过空气弹簧压力及流阻调节控制实现减振系统在不同承载条件下的阻尼调节。在单元组件级研制和试验验证基础上，开展全减振系统研制和跑车试验。试验验证结果表明:减振单元具备阻尼比在0.18～0.29区间连续调节能力，与传统钢丝绳减振系统相比可明显降低运输过程中的振动响应，有效减振频率下限低至8～15 Hz，可为3000 kg以上的大型航天器的安全运输提供有力保障。     

高精度频率分辨在振动信号辨识中的应用

发动机振动信号处理通常采用DASP软件进行。由于软件功能限制,DASP处理采样频率为50 kHz发动机振动信号时,频谱的频率分辨率最高精度仅为12.2 Hz,导致对微弱及故障信号的辨识较为困难。本文采用抗混叠低通滤波、信号抽取及短时傅里叶变换相结合的信号分析方法,有效提高了频率分辨率的精度,最高精度达到1.2 Hz,达到了理想的频率辨识效果。     

基于振动检测的发动机故障诊断算法研究

基于振动检测的发动机故障诊断算法,分析发动机发生故障时振动信号所具有的特征和故障诊断指标选择,对振动信号预处理、特征提取、状态识别和诊断决策分别进行了介绍,研究出采用振幅和频率两参量包络曲线法诊断发动机故障的算法,通过发动机热试车验证了采用发动机振动检测来判断发动机故障的算法的正确性。     

控制箱夹具传递特性及对振动信号失真的影响分析

文章针对某控制箱夹具非主振方向运动过大致振动台信号传递失真问题进行有限元仿真分析。在分析控制箱夹具传递特性的基础上,通过大质量法探讨基于实测加速度数据直接加载的振动台-夹具-试验件耦合模型的响应计算方法,分析夹具致信号传递失真原因,并通过厚度优化提高夹具的固有频率。研究结果表明,夹具在激励频段内的非主振方向共振将导致试验件在该方向的过考核;模态贡献量分析可以更具针对性地设计或改进夹具结构。     

基于自适应带通滤波的航天器正弦扫频试验数据处理方法

为解决传统STFT(Short Time Fourier Transform)方法因非同步采样引起频谱泄漏,造成频域曲线幅值降低,产生较大误差的问题,提出一种基于频域带通滤波的数据处理方法,通过在频域逐次移动带通滤波器的中心频率,获得信号中各个频率分量幅值的最大值。利用该方法对某载人航天器搭载的力学参数测量系统在整器正弦振动试验中采集的数据进行频谱分析,结果表明,该方法可有效获取力学参数测量系统各测点的频率幅值曲线,减少传统STFT方法产生的能量泄漏的影响。研究成果也可用于不依赖振动控制仪或无COLA通道的数据采集系统正弦振动试验的数据处理。     

旋转部件转动诱导振动信号检测与分析

阐述了一个典型旋转部件振动时产生诱导振动信号的检测方法。介绍了测试系统，旋转部件振动测点布置和振动信号采集。根据两个样机的实测结果，认为旋转部件的诱导振动信号与旋转部件生产质量、安装精度密切相关，对旋转部件轴承固有特征的理论计算值和实测频谱进行了比较，进而判断轴承是否存在故障，并分析了上、下轴承间振动信号的相关性。