高比例新能源电力系统多模态振荡监测方法及装置设计 被引量：17

1

作者 吴琛 马宁宁 +1 位作者 刘旭斐 谢小荣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期3496-3504,共9页

新型电力系统正向高比例新能源和高比例电力电子设备("双高")方向发展,电力电子设备引起的宽频电磁振荡日益显著。为了能够掌握宽频电磁振荡的动态变化行为,提出了能够适应多个电磁振荡模态的同步相量监测方法。该方法通过振... 新型电力系统正向高比例新能源和高比例电力电子设备("双高")方向发展,电力电子设备引起的宽频电磁振荡日益显著。为了能够掌握宽频电磁振荡的动态变化行为,提出了能够适应多个电磁振荡模态的同步相量监测方法。该方法通过振荡模态监测环节从电压/电流信号中粗略筛选出振荡频率,以此频率作为中心频率自适应动态构建模态滤波器;然后对采集的电压/电流信号进行模态滤波,对滤波后的信号进行相量计算、校正和补偿,从而得到各电磁振荡模态的相量信息。最后,基于该算法设计了多模态电磁振荡监测装置,并通过理想数据和现场试验对装置的性能进行了验证。结果表明,该装置能够快速、准确地对多模态电磁振荡进行实时监测,满足同步相量测量装置标准的性能要求。 展开更多

关键词 新能源发电 电力电子设备 多模态电磁振荡 同步相量监测 模态滤波

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超长柔性臂架回转振动主动控制研究 被引量：7

2

作者 黄毅 鄂加强 +2 位作者 郭岗 唐闽艳 胡伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期137-140,共4页

针对超长柔性臂架回转振动过大问题,结合臂架结构特点基于有限单元法建立臂架回转动力学模型,分析臂架回转系统振动特性。采用模态滤波技术及最优极点配置算法进行主动控制策略设计与理论分析,并搭建主动控制试验系统,进行超长臂架回转... 针对超长柔性臂架回转振动过大问题,结合臂架结构特点基于有限单元法建立臂架回转动力学模型,分析臂架回转系统振动特性。采用模态滤波技术及最优极点配置算法进行主动控制策略设计与理论分析,并搭建主动控制试验系统,进行超长臂架回转振动主动控制试验。试验结果表明,该振动主动控制方法能有效提升受控系统阻尼比(增幅920%),显著抑制臂架回转振动衰减时间(减幅73%),振动控制效果明显,不仅对研制更长臂架泵车具有重要的理论及应用价值,且对所有具有超长柔性机械臂高端装备回转振动控制具有重要参考价值。 展开更多

关键词 柔性臂架 回转振动 振动主动控制 模态滤波 极点配置

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通过PVDF阵列设计阶梯梁的模态传感器 被引量：5

3

作者 钟海彬 毛崎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期129-134,共6页

以两端固支阶梯梁为例,通过高分子压电薄膜(Poly Vinyli Dene Fluoride,PVDF)传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀黏贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态,然后把曲率模态作为这组PVDF... 以两端固支阶梯梁为例,通过高分子压电薄膜(Poly Vinyli Dene Fluoride,PVDF)传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀黏贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态,然后把曲率模态作为这组PVDF输出信号的加权因数,从而得到所需的模态坐标。实验结果表明,这种传感器设计方法是可行的,并且PVDF阵列式模态传感器具有在不均匀梁结构表面布置方便,能准确、方便的测出实验曲率模态,不受激励力位置影响,滤波效果好等优点。 展开更多

关键词 PVDF传感器 实验模态分析 曲率模态 模态滤波 阶梯梁

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通过实验模态分析设计阵列式压电模态传感器 被引量：3

4

作者 朱峤 毛崎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期120-125,191,共7页

提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验... 提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态,然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数,对结构进行模态滤波,得到各阶模态坐标,并加以实验验证。研究发现,利用该方法设计阵列式压电模态传感器是可行的,而且该方法不需要进行复杂的数值计算,操作简单,模态滤波效果良好,可以很容易推广到二维复杂结构,具有较好的工程应用前景。 展开更多

关键词 模态传感器 PVDF薄膜 实验模态分析 模态滤波 曲率模态

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基于模态滤波的板壳类结构空间均方振速估算方法 被引量：4

5

作者 刘监波 吴崇健 +1 位作者 陈乐佳 陈志刚 《中国舰船研究》 2014年第2期48-54,共7页

针对船舶、航空航天等工程领域中板、壳类结构振动噪声评价问题,将广泛应用于控制工程中的模态滤波理论引入到结构振动评估领域,建立了一种估算结构空间均方振速的新方法。该方法的特点是能在激励源信息未知的情况下,以布置在结构表面... 针对船舶、航空航天等工程领域中板、壳类结构振动噪声评价问题,将广泛应用于控制工程中的模态滤波理论引入到结构振动评估领域,建立了一种估算结构空间均方振速的新方法。该方法的特点是能在激励源信息未知的情况下,以布置在结构表面有限个振动传感器测量得到的振动响应作为主要输入,估算板、壳类结构的空间均方振速,从而评价结构的整体振动状态。依据该方法对一矩形平板结构受点力、线力和面力等3种典型的激励源作用下,通过少量结构振动测点的振动信息,分别对其空间均方振速进行了数值验证;同时利用一水下加肋圆柱壳结构进行了试验验证。数值和模型试验验证结果表明:利用该方法评估得到的振动速度谱线特征与精确解和实测值基本一致,评估误差在2 dB以内,满足工程应用精度要求。该方法可以应用于工程中板、壳类结构振动噪声评价和振动状态的在线监测评估。 展开更多

关键词 模态滤波 模态坐标 空间均方振速 结构振动

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柔性智能桁架结构振动的主动控制方法实验研究 被引量：1

6

作者 岳林 刘福强 张令弥 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期64-67,共4页

在只获得加速度的情况下 ,针对空间柔性智能桁架结构 ,进行了主动控制方法的实时仿真实验 .实验通过加速度传感器测量加速度 ,建立了有信号调理、模数转换和微机实时测控的实时计算机控制系统 .通过扫频激励进行了实时控制实验 ,给出了... 在只获得加速度的情况下 ,针对空间柔性智能桁架结构 ,进行了主动控制方法的实时仿真实验 .实验通过加速度传感器测量加速度 ,建立了有信号调理、模数转换和微机实时测控的实时计算机控制系统 .通过扫频激励进行了实时控制实验 ,给出了控制前后节点 3 0y方向的固有频率和阻尼比的变化情况及控制某一阶模态时被控模态响应曲线 .验证了采用独立模态空间控制方法设计的空间柔性智能桁架结构振动主动控制规律的实用性 .实验结果表明该控制使被控模态阻尼比增加 ,频响函数的幅值衰减较大 ,有较明显的控制效果 . 展开更多

关键词 柔性智能桁架结构 主动控制 实验研究 结构振动 控制方法 模态滤波 航空结构

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通过模态滤波实现阵列式传感器系统的故障诊断 被引量：1

7

作者 朱峤 毛崎波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期51-54,65,共5页

基于结构振动响应特性利用改进的模态滤波方法对阵列式传感器系统进行故障诊断。在梁结构表面均匀布置一组加速度计,利用模态振型对该系统的输出信号进行重构,将重构信号与实际信号之间的曲率误差作为敏感参数,对系统中的模拟故障传感... 基于结构振动响应特性利用改进的模态滤波方法对阵列式传感器系统进行故障诊断。在梁结构表面均匀布置一组加速度计,利用模态振型对该系统的输出信号进行重构,将重构信号与实际信号之间的曲率误差作为敏感参数,对系统中的模拟故障传感器进行检测与识别,并加以实验验证。数值计算和实验结果表明:改进的模态滤波方法不仅可以直接有效地对传感器系统进行实时故障监测,而且该方法与外界激励力位置无关,具有良好的工程应用前景。 展开更多

关键词 模态滤波 曲率误差 阵列式传感器 故障诊断

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基于模态滤波的水下声源深度估计方法 被引量：1

8

作者 魏尚飞 韩东 +1 位作者 杨美娇 张海勇 《电声技术》 2021年第8期9-17,共9页

针对水下声源深度估计问题,对模态滤波技术进行研究。利用简正波在深度方向模态振幅的分布特性估计声源深度。首先使用水平阵列接收声源信号,然后对时间-距离二维数据进行二维傅里叶变化将其表示在频率-波数域,最后通过建立二值掩模滤波... 针对水下声源深度估计问题,对模态滤波技术进行研究。利用简正波在深度方向模态振幅的分布特性估计声源深度。首先使用水平阵列接收声源信号,然后对时间-距离二维数据进行二维傅里叶变化将其表示在频率-波数域,最后通过建立二值掩模滤波器,将声源的各阶模态能量从频率波数域提取出来,通过与模拟接收信号的各阶模态能量匹配,实现声源深度估计。对于多方向的声源信号,提出建立对应的滤波器,完成对固定方向上声源信号模态能量的提取,实现固定方向的声源深度估计。仿真结果表明:该方法有较好的抗噪声性能,能在低信噪比下估计声源深度。通过对固定方向建立相应的滤波器,可以实现从多方向声源信号中提取特定方位的声源信号,最终准确估计得到声源深度信息。 展开更多

关键词 声源深度估计 模态滤波 频率波数转换

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机械振动载荷识别研究的现状与未来 被引量：56

9

作者 许锋 陈怀海 鲍明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期526-531,共6页

回顾了机械振动中动态载荷识别研究的发展历程 ,对该技术的国内外研究现状及存在的问题作了综述。针对动态载荷所具有的短时、非平稳性等特点 ,指出可以利用模态滤波器、小波分析和分形过程分析等当前信号分析与处理前沿理论所具备的各... 回顾了机械振动中动态载荷识别研究的发展历程 ,对该技术的国内外研究现状及存在的问题作了综述。针对动态载荷所具有的短时、非平稳性等特点 ,指出可以利用模态滤波器、小波分析和分形过程分析等当前信号分析与处理前沿理论所具备的各自优点 ,构造高精度动态载荷识别模型 ,并对该领域今后的研究方向作了前瞻。 展开更多

关键词 载荷识别 小波分析 模态滤波器 分形 机械振动

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数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制策略 被引量：16

10

作者 吕盾 李润泽 +2 位作者 刘辉 赵万华 卢秉恒 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期25-31,共7页

针对数控机床在高速加工中,各进给轴的进给速度和进给加速度高、跟随误差难以控制、零件加工精度无法保证的问题,提出一种模态滤波器与零相差跟踪控制器的综合控制策略。首先通过零极点对消的原理,得到设置在速度环内的模态滤波器,对滚... 针对数控机床在高速加工中,各进给轴的进给速度和进给加速度高、跟随误差难以控制、零件加工精度无法保证的问题,提出一种模态滤波器与零相差跟踪控制器的综合控制策略。首先通过零极点对消的原理,得到设置在速度环内的模态滤波器,对滚珠丝杠进给系统的一阶和二阶扭转振动模态进行抵消,消除这两阶模态对伺服带宽的限制以继续提高伺服带宽;然后通过对整个伺服进给系统的传递函数近似取逆,得到设置在位置环之前的零相差跟踪控制器,改善伺服进给系统的相位滞后,最终实现数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制。仿真结果表明,当进给速度为30m/min、加速度为10m/s2时,与传统的PID控制策略相比,所提出的综合控制策略将跟随误差降低到原来的0.1%以下。 展开更多

关键词 数控机床 高速加工 跟随误差 模态滤波器 零相差跟踪控制器

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MEMS-IMU/GPS组合导航中的多模态Kalman滤波器设计 被引量：11

11

作者 唐康华 吴美平 胡小平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第3期307-311,共5页

一般的Kalman滤波器要求有准确的动态和统计模型,而低成本的MEMS-IMU性能随着温度急剧变化,故在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中使用一般的Kalman滤波器存在很多的局限性。针对低成本的MEMS-IMU/GPS组合导航系统,提出了多模态自适应滤波算法... 一般的Kalman滤波器要求有准确的动态和统计模型,而低成本的MEMS-IMU性能随着温度急剧变化,故在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中使用一般的Kalman滤波器存在很多的局限性。针对低成本的MEMS-IMU/GPS组合导航系统,提出了多模态自适应滤波算法在MEMS-IMU/GPS组合导航系统中的应用;针对普通的多模态算法中的问题,采用修正的多模态自适应滤波算法来提高MEMS-IMU/GPS组合导航系统的性能。使用静态实时测试数据,验证了所提出的算法。测试结果表明,与普通Kalman滤波器相比,修正的多模态滤波算法提高了MEMS-IMU/GPS组合导航系统的性能;采用所提出的算法,MEMS-IMU/GPS组合导航系统的短时间静态位置精度小于5m(标准差),速度精度小于0.1m/s(标准差),姿态角精度小于0.5°(标准差)。 展开更多

关键词 MEMS-IMU/GPS组合导航 修正的多模态滤波 KALMAN滤波器 低成本

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基于加速度测量的柔性智能桁架结构振动主动控制实验研究 被引量：4

12

作者 刘福强 岳林 张令弥 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期20-25,共6页

本文在只能获得加速度时 ,通过改变 Leunberger观测器的结构形式 ,基于模态滤波器技术、最优控制理论和计算机控制系统理论 ,采用独立模态空间控制策略进行了具有密集模态的空间柔性智能桁架结构的实时计算机振动主动控制实验研究。实... 本文在只能获得加速度时 ,通过改变 Leunberger观测器的结构形式 ,基于模态滤波器技术、最优控制理论和计算机控制系统理论 ,采用独立模态空间控制策略进行了具有密集模态的空间柔性智能桁架结构的实时计算机振动主动控制实验研究。实验结果表明这种控制策略是行之有效的。 展开更多

关键词 加速度测量 模态滤波器 智能结构 振动主动控制 智能桁架结构

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具有串联轴伺服进给系统的跟随误差控制策略 被引量：6

13

作者 吕盾 刘硕 +3 位作者 赵艳超 李文庆 赵万华 卢秉恒 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期34-44,共11页

针对多轴数控机床中串联轴引入低阶模态,造成跟随误差难以控制的问题,提出一种模态滤波器与陷波滤波器的综合控制策略。首先通过建立具有串联轴滚珠丝杠伺服进给系统的动力学模型,分析串联轴引入的机械模态。其次,设计陷波滤波控制器与... 针对多轴数控机床中串联轴引入低阶模态,造成跟随误差难以控制的问题,提出一种模态滤波器与陷波滤波器的综合控制策略。首先通过建立具有串联轴滚珠丝杠伺服进给系统的动力学模型,分析串联轴引入的机械模态。其次,设计陷波滤波控制器与模态滤波控制器组合方案,对滚珠丝杠进给系统的高阶模态及串联轴引入的低阶模态进行抑制。最后,分析各个组合方案对伺服带宽及跟随误差的影响。结果表明:对于具有串联轴的滚珠丝杠伺服进给系统,由串联轴引起的低阶模态是限制位置环带宽提高的关键模态;仅采用工程上常用的陷波滤波器对丝杠一阶、二阶扭转振动等高阶模态进行抑制,无法提高具有串联轴滚珠丝杠伺服进给系统的位置环带宽,也无法有效控制跟随误差;对于具有串联轴的滚珠丝杠伺服进给系统,其跟随误差控制策略应为速度前馈控制器与低阶模态模态滤波器和高阶模态陷波滤波器的结合。 展开更多

关键词 串联轴 模态滤波器 陷波滤波器 跟随误差 数控机床

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基于滤波技术的激光数控加工误差控制策略

14

作者 甘代伟 《机械设计与制造工程》 2024年第9期52-56,共5页

为降低激光数控加工过程中的轨迹跟踪误差,分析了激光数控加工进给伺服系统跟踪误差和等效模型偏差形成的原因,设计了基于滤波技术的激光数控加工误差控制策略,旨在预测激光数控加工轨迹跟踪误差。通过设计的模态滤波控制器进行激光数... 为降低激光数控加工过程中的轨迹跟踪误差,分析了激光数控加工进给伺服系统跟踪误差和等效模型偏差形成的原因,设计了基于滤波技术的激光数控加工误差控制策略,旨在预测激光数控加工轨迹跟踪误差。通过设计的模态滤波控制器进行激光数控加工运动轨迹补偿,从而实现加工误差控制。测试结果表明,该策略能够有效获取激光数控加工轨迹的跟踪误差结果,两种加工模式均可在1 s内完成控制响应;能够有效完成激光数控加工动作补偿,双向加工轨迹跟踪误差结果均在15μm以下。 展开更多

关键词 滤波技术 激光数控加工 误差控制策略 轨迹跟踪误差 模态滤波控制器

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具有同步带伺服传动系统的振动误差控制策略 被引量：1

15

作者 林子豪 方成刚 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第1期61-66,共6页

针对数控机床变频主轴同步带结构存在振动误差和非线性干扰问题,提出一种模态滤波器与改进补偿跟踪控制器的综合控制策略。通过辨识机床主轴同步带传动模态的基础上,建立了机械系统的动力学模型和伺服控制模型,针对机械传动环节低频和... 针对数控机床变频主轴同步带结构存在振动误差和非线性干扰问题,提出一种模态滤波器与改进补偿跟踪控制器的综合控制策略。通过辨识机床主轴同步带传动模态的基础上,建立了机械系统的动力学模型和伺服控制模型,针对机械传动环节低频和高频模态对伺服控制带宽的影响,通过零极点对消原理设计相应的模态滤波器将传动系统引入的低阶模态进行抑制,根据系统的传递函数和极点分布设计相应的相位跟踪控制器并添加前馈补偿进行改进,改善伺服传动系统的响应速度。结果表明,由同步带自身模态特性引起的低阶模态是影响控制系统带宽的主要因素,通过设计的模态滤波器可以将伺服带宽由12 Hz提高到110 Hz,并且设计的综合控制策略与其他控制策略相比,可以将跟踪误差大幅度降低。 展开更多

关键词 双编码器 数控机床 全闭环 相位跟踪控制器 模态滤波器

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基于模态分解的最小方差模态滤波器 被引量：1

16

作者 易锋 孙超 +1 位作者 向龙凤 刘宗伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期112-116,共5页

针对浅海的复杂水声环境,提出了一种基于模态分解的最小方差无失真响应(MVDR)的自适应模态滤波器,利用接收阵列的声场数据和声速梯度数据,估计了各阶简正波复幅度系数。最小方差模态滤波器提取声场某阶模态时,可以抑制其它模态和噪声的... 针对浅海的复杂水声环境,提出了一种基于模态分解的最小方差无失真响应(MVDR)的自适应模态滤波器,利用接收阵列的声场数据和声速梯度数据,估计了各阶简正波复幅度系数。最小方差模态滤波器提取声场某阶模态时,可以抑制其它模态和噪声的影响,减弱模态滤波器对阵列长度的依赖性及对噪声的灵敏度。通过计算机仿真研究了最小方差模态滤波器的性能,并与其它线性模态滤波器进行了对比,结果表明:该自适应模态滤波器比其它线性模态滤波器能更精确地估计各阶简正波复幅度系数,并且具有良好的环境适用性特点。 展开更多

关键词 自适应滤波器 模态滤波器 模态分离 浅海

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带挠性附件航天器在轨质量特性辨识 被引量：2

17

作者 王首喆 张庆展 +1 位作者 靳永强 盛英华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2017年第5期9-14,36,共7页

考虑挠性附件的振动,研究了航天器在轨质量特性辨识问题。利用推力器产生激励,采用陀螺仪、加速度计和振动信号传感器作为敏感器,设计了模态滤波器提取各阶模态响应。通过交互迭代,设计了转动惯量和质心位置的辨识算法;根据加速度计原理... 考虑挠性附件的振动,研究了航天器在轨质量特性辨识问题。利用推力器产生激励,采用陀螺仪、加速度计和振动信号传感器作为敏感器,设计了模态滤波器提取各阶模态响应。通过交互迭代,设计了转动惯量和质心位置的辨识算法;根据加速度计原理,设计了质量的辨识算法。采用批量最小二乘法对算法进行求解。该算法适用于模态参数已知、任意初始状态航天器的质量特性辨识。仿真结果表明算法收敛速度快、辨识精度高。 展开更多

关键词 质量特性 挠性附件 交互迭代 模态滤波器 最小二乘法

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受限双连杆柔性臂力/位置鲁棒控制 被引量：2

18

作者 林成文 陈庆 +1 位作者 刘克平 李元春 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2002年第3期81-84,共4页

研究了受约束双连杆柔性臂的力 /位置鲁棒控制。基于假设模态法导出受约束双连杆柔性臂系统的动力学方程 ,利用奇异摄动理论将其分解为慢变和快变两个子系统。针对慢子系统 ,基于力反馈设计了动态混合控制器 ;针对快子系统 ,设计带低通... 研究了受约束双连杆柔性臂的力 /位置鲁棒控制。基于假设模态法导出受约束双连杆柔性臂系统的动力学方程 ,利用奇异摄动理论将其分解为慢变和快变两个子系统。针对慢子系统 ,基于力反馈设计了动态混合控制器 ;针对快子系统 ,设计带低通特性的最优控制器。由此得到的组合控制使柔性臂的末端轨迹和接触力得到精确控制。仿真结果表明该方法的有效性。 展开更多

关键词 受约束柔性臂 力/位置动态混合控制 残余模态滤波器

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基于加速度测量的智能桁架结构振动主动控制 被引量：1

19

作者 刘福强 岳林 张令弥 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期428-433,共6页

加速度传感器具有频带宽、结构简单、重量轻等优点而获得了广泛使用 ,因此研究基于加速度测量的结构控制系统具有较大的实用价值。文中在只能获得加速度时 ,采用模态滤波器技术实现从物理加速度响应解耦得到单模态加速度响应。然后改变 ... 加速度传感器具有频带宽、结构简单、重量轻等优点而获得了广泛使用 ,因此研究基于加速度测量的结构控制系统具有较大的实用价值。文中在只能获得加速度时 ,采用模态滤波器技术实现从物理加速度响应解耦得到单模态加速度响应。然后改变 L uenberger观测器的结构形式 ,从模态加速度响应观测得到模态位移和模态速度响应。基于模态滤波器和最优控制理论 ,采用独立模态空间控制策略 ,实现了具有密集模态的三维柔性智能桁架结构的振动主动控制。 展开更多

关键词 加速度测量 模态滤波器 智能结构 振动主动控制

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密频模态滤波器的实现及其在智能结构中的应用

20

作者 刘福强 张令弥 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期128-132,共5页

针对空间智能桁架等密频结构 ,提出了一种适应性较好的模态滤波器的实现方法 ,基于模态滤波器和分时共享充分利用作动器的思想 ,采用独立模态空间控制方法 ,实现了空间智能桁架结构的振动主动控制。

关键词 密频模态滤波器 智能结构

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