汽车液压系统用磁致伸缩位移传感器秉铭BTL6-E500-M0360-PF-S115控制既有良好的抗外*力,又具有很好的目标值跟踪特点,将其应用于电磁轴承的控制中,建立了2DOF PID控制电磁轴承的数学模型,通过仿真分析,选取了2DOF PID控制的控制参数,并在所建立的电磁轴承-柔性转子系统实验平台上进行实验,实验结果表明,所设计的2DOF PID控制器能使电磁轴承实现稳定悬浮运行,保证柔性转子系统能平稳地通过其一阶弯曲临界转速。利用H∞控制具有良好的鲁棒性及抑制干扰的特点,设计了电磁轴承的H∞控制器。为克服在采用转子系统的有限元数学模型设计H∞控制器时,选取加权函数异常困难的问题,采用集总参数法,将转子系统的物理参数集总到电磁轴承的支承点,选取加权函数设计出了H∞控制器,并在所建立的电磁轴承-柔性转子系统实验平台上进行实验,实验结果表明,该H∞控制器能使电磁轴承实现稳定悬浮运行,保证柔性转子系统能平稳地通过其一阶弯曲临界转速。根据呼吸裂纹转子的刚度数学模型,采用有限元方法,建立了PD控制的电磁轴承-裂纹柔性转子系统的动力学方程,并进行仿真分析,研究了电磁轴承的控制器参数P增益和D增益对裂纹转子系统动力学特性的影响,对比分析了与传统弹性支承-裂纹转子系统的动力学特性的异同,结合电磁轴承的等效刚度受偏置电流影响的特点,分析了PD控制的电磁轴承偏置电流I0对裂纹柔性转子系统动力学特性的影响。建立了控制的电磁轴承-裂纹柔性转子系统的动力学方程,并进行了仿真分析,研究了制的控制器参数加权矩阵Q和R对裂纹转子系统动力学特性的影响,对比分析了与传统支承-裂纹柔性转子系统的动力学特性的异同,结合电磁轴承的等效刚度受偏置电流影响的特点,分析了控制的电磁轴承偏置电流I0对裂纹柔性转子系统的动力学特性的影响。在电磁轴承-柔性转子系统实验平台上,在不改变转子系统的固定条件的前提下,将柔性转子系统的转轴通过线切割加工出一条横向切槽,在切能终端等二次设备位于开关场,容易受到开关操作产生的瞬态电磁骚扰影响,为保障二次系统可靠运行,需要建立符合工程实际的电磁兼容考核要求。为此通过研制瞬态电磁骚扰测量系统,对多个不同电压等级的智能变电站进行现场实测,得到开关操作引起的二次设备端口的电磁骚扰特性。试验结果表明:开关操作时二次设备端口共模、差模骚扰以及空间磁场波形均为阻尼振荡波,其中隔离开关操作引起的大共模骚扰幅值接近2 kV,主频>20 MHz。建议根据IEC 61000-4-18标准进行阻尼振荡波抗扰度试验,试验等级≥3级控制器和H∞控制器时,在控制器参数不变的情况下,在电磁轴承-裂纹柔性转子系统实验平台上进行了裂纹柔性转子的稳态响应实验,不平衡响应实验,加速响应实验和减速响应实验等动力学特性实验,分析了当实验台的电磁轴承采用不同控制器时,转子横向裂纹对电磁轴承-柔性转子系统振动特性的影响,实验结果表明,转子裂纹到一定深度将导致电磁轴承-柔性转子系统失稳.

汽车液压系统用磁致伸缩位移传感器秉铭BTL6-E500-M0360-PF-S115是由于巷道或工作面周围煤岩体应力超过极限值，导致聚集的弹性能突然释放而引发的动力现象。在我国，随着煤矿开采深度的逐年增加，冲击地压已经成为煤矿开采尤其是深部开采的主要灾害，严重威胁矿山安全生产。电磁辐射法是一种很有前途的非接触式冲击地压监测预警方法。煤矿井下存在大量由电气设备产生的电磁干扰，而且煤岩电磁辐射又非常微弱，因此灾害前兆信息识别中迫切需要解决的问题是：一是井下煤岩电磁辐射信息获取不完整、实时性差；二是自动剔除监测数据中的电磁干扰信号并提高有效信号的信噪比；三是构建针对电磁辐射数据特性的灾害前兆信息识别模型。为此，本文针对目前煤矿冲击地压监测预警的研究及实际应用需求，以井下电磁辐射为研究对象，以灾害前兆信息识别为目的，系统地进行了冲击地压电磁辐射前兆信息识别方法及其应用研究，主要研究内容及取得的成果如下：（1）针对煤矿井下环境对防爆要求高、现有监测装备无法全面、实时获取煤岩电磁辐射信号，获取的电磁辐射信息不能全面准确反映煤岩动力演化过程的问题，研制了一套适用于煤矿井下环境的电磁辐射监测系统，实现了井下多区域、多点煤岩电磁辐射波形数据的连续实时高速采集，同时该系统兼容井下常用通信网络，地面监控主机可以实时获取井下电磁辐射数据，并且可以根据监测需要远程调整系统工作参数。（2）针对煤矿井下电磁干扰信号与煤岩电磁辐射信号难以识别的问题，研究了井下电磁干扰信号的识别问题。为了尽量避免遗漏煤岩电磁辐射与井下电磁干扰之间的有效识别特征，分别从时域、频域和小波域获取电磁辐射波形数据特征，构成高维特征向量；针对高维特征空间上的“维数灾难”及样本间Lk-范数距离区分能力降低的问题，为获取有效降维特征子集，提出一种广义距离——融合距离Df和基于该距离的Df-Relief特征选择算法；选取多组UCI（加州大学欧文分校）分类数据集，采用小二乘Fisher分类器等多种识别算法验证Df-Relief算法的有效性和鲁棒性；应用Df-Relief算法对由电磁辐射高维特征向量构成的特征集降维，实验表明在降维后的特征子集上，朴素贝叶斯等分类器能准确识别井下电磁干扰。3）研究了井下煤岩电磁辐射非线性降噪算法。提出基于总体经验模式分解的自适应组合形态滤波算法（EEMD-ACMF），通过模拟仿真信号验证了算法对随机噪声和高斯噪声的降噪效果，应用实测煤岩电磁辐射信号检验算法滤波性能，实验结果表明EEMD-ACMF算法能有效提高电磁辐射信噪比。（4）为确保所建前兆信息识别模型的可靠性和准确性，在建模前分别应用Kolmogorov-Smirnov假设检验、单位根检验和非参数化高阶谱分析方法，检验了井下电磁辐射时间序列的非高斯性、非平稳性和非线性，结果表明，井下电磁辐射序列具有一定的非高斯性、非平稳性和非线性特征。（5）建立了冲击地压电磁辐射前兆信息识别模型。针对井下电磁辐射时间序列存在的非高斯性、非平稳性和非线性，以及由于负类数据（已发生冲击地压或者有冲击地压危险的电磁辐射数据）不足造成机器学习中的小样本问题，采用支持向量机方法建立了灾害前兆信息识别模型。对该模型进行了实例验证，结果表明该模型能够准确识别井下电磁辐射序列是否含有灾害前兆信息。

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