●前言
第1章 緒論 1
1.1 振動測量的目的和意義 1
1.2 傳統振動測量方法發展概況 2
1.3 磁懸浮技術發展概況 7
1.4 磁懸浮振動測量的種類 8
1.5 磁懸浮振動測量的特點 9
1.6 本書主要內容 11
1.7 本章小結 12
參考文獻 12
第2章 振動測量原理及方法 14
2.1 振動測量分類 14
2.1.1 相對式振動測量 14
2.1.2 絕對式振動測量 17
2.2 質量-彈簧-阻尼繫統絕對振動測量 20
2.2.1 質量-彈簧-阻尼繫統絕對振動測量模型 20
2.2.2 質量-彈簧-阻尼繫統絕對振動測量工作原理 21
2.3 質量-彈簧-阻尼繫統絕對振動測量數學關繫 22
2.3.1 質量塊的受力分析 22
2.3.2 質量-彈簧-阻尼繫統的動力學方程 22
2.4 質量-彈簧-阻尼繫統的頻率特性 23
2.4.1 質量-彈簧-阻尼繫統的幅頻特性 23
2.4.2 質量-彈簧-阻尼繫統的相頻特性 24
2.5 本章小結 25
參考文獻 25
第3章 磁懸浮絕對式振動測量繫統分析和設計 26
3.1 磁懸浮絕對式振動測量模型 26
3.1.1 磁懸浮絕對式振動測量模型結構 26
3.1.2 磁懸浮絕對式振動測量工作原理 27
3.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統設計 28
3.2.1 磁懸浮絕對式振動測量繫統構成 28
3.2.2 磁懸浮絕對式振動測量實驗數據輸出及標定 29
3.3 磁懸浮振子的受力分析 31
3.3.1 振子的弱永磁鐵朝向電磁鐵時受力分析 31
3.3.2 振子的強永磁鐵朝向電磁鐵時受力分析 31
3.3.3 固定電流振子受力與平衡位移的關繫 32
3.3.4 振子受力的線性化處理 34
3.3.5 振子磁吸力與電流和位移的關繫 34
3.4 振子位移傳感器 35
3.4.1 紅外接收光面積與位移的關繫 35
3.4.2 紅外光電位移傳感器工作區間及誤差分析 38
3.5 超前控制電路設計 40
3.6 振子的動力學方程 42
3.7 其他控制方法 43
3.7.1 PID 控制 43
3.7.2 數字PID 控制 44
3.7.3 變參數PID 控制 45
3.7.4 模糊控制 45
3.7.5 神經網絡控制 46
3.8 磁懸浮絕對式振動測量繫統仿真 47
3.8.1 磁懸浮絕對式振動測量繫統仿真模型 47
3.8.2 改變位移傳感器安裝位置的繫統仿真 48
3.8.3 改變振子初始位置的繫統仿真 49
3.8.4 改變PD 參數的繫統仿真 49
3.9 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量繫統 50
3.9.1 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量模型 50
3.9.2 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量原理 51
3.9.3 紅外光電位移傳感器工作原理 53
3.9.4 磁懸浮柱形振子受力分析及其動力學方程 55
3.9.5 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量仿真模型 57
3.9.6 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量實驗 57
3.9.7 磁懸浮柱形排斥式永磁振動測量繫統標定 58
3.10 雙磁懸浮振子振動測量繫統 59
3.10.1 雙磁懸浮振子振動測量模型 59
3.10.2 雙磁懸浮振子振動測量繫統工作原理 60
3.10.3 雙磁懸浮振子動力學方程 61
3.10.4 雙磁懸浮振子振動測量仿真模型 62
3.10.5 雙磁懸浮振子振動測量實驗 64
3.11 本章小結 66
參考文獻 66
第4章 磁懸浮絕對式振動測量繫統的混沌特性 67
4.1 混沌概念及混沌特性 67
4.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統的吸引子 68
4.3 磁懸浮絕對式振動測量繫統趨於穩定的吸引子變化 70
4.4 磁懸浮絕對式振動測量繫統的三維相軌跡 72
4.5 磁懸浮絕對式振動測量繫統穩定工作分析 73
4.5.1 穩定的工作條件 73
4.5.2 混沌的產生條件 74
4.6 不同零、極點的工作狀況 75
4.7 隨PD 參數變化的分岔圖 76
4.8 本章小結 77
參考文獻 77
第5章 磁懸浮絕對式振動測量繫統的阻尼特性 79
5.1 阻尼概念及阻尼類型 79
5.1.1 無阻尼自由振動 79
5.1.2 有阻尼自由振動 81
5.1.3 阻尼的其他類型 84
5.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統的阻尼 85
5.3 磁懸浮絕對式振動測量繫統的物理阻尼 92
5.4 等效黏性阻尼 93
5.4.1 一個周期的耗散能量 93
5.4.2 等效黏性阻尼繫數 94
5.5 本章小結 94
參考文獻 94
第6章 磁懸浮絕對式多維振動測量 96
6.1 磁懸浮絕對式二維振動測量 96
6.1.1 磁懸浮絕對式二維振動測量原理 96
6.1.2 x軸方向加激振信號 97
6.1.3 y軸方向加激振信號 98
6.1.4 x-y平面加激振信號 100
6.2 磁懸浮絕對式三維振動測量 101
6.2.1 磁懸浮絕對式三維振動測量原理 101
6.2.2 磁懸浮絕對式三維振動測量實驗 103
6.3 二維平面振源測量 104
6.4 三維立體空間振源測量 106
6.5 磁懸浮多維振動測量運動方程及仿真驗證 107
6.5.1 振子垂直方向運動方程 107
6.5.2 振子水平方向運動方程 108
6.5.3 三維仿真模型建立 108
6.5.4 垂直方向振動仿真 108
6.5.5 水平方向振動仿真 110
6.5.6 垂直方向振動測量驗證 111
6.5.7 水平方向振動測量驗證 111
6.6 本章小結 112
參考文獻 112
第7章 磁懸浮絕對式振動測量繫統的信號處理 113
7.1 磁懸浮絕對式振動測量繫統控制信號及分離原理 113
7.1.1 磁懸浮絕對式振動測量控制繫統的工作原理 113
7.1.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統的自由振動 114
7.1.3 磁懸浮絕對式振動測量繫統的激振響應 116
7.1.4 磁懸浮絕對式振動測量繫統的控制信號分離 118
7.1.5 振動信號與控制信號的分離實驗 119
7.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統的非線性補償 120
7.3 可變精度數據處理 124
7.4 本章小結 126
參考文獻 126
第8章 磁懸浮絕對式振動測量繫統的動態特性分析 127
8.1 磁懸浮絕對式振動測量繫統頻率測量範圍 127
8.1.1 大力度優惠測量頻率 127
8.1.2 優選測量頻率 128
8.2 磁懸浮絕對式振動測量繫統加速度測量範圍拓展 130
8.2.1 低頻加速度測量拓展 130
8.2.2 高頻加速度測量拓展 131
8.3 磁懸浮絕對式振動測量繫統幅頻特性 134
8.4 實驗結果及分析 135
8.5 光電位移傳感器與動態特性的關繫 136
8.5.1 光電位移傳感器工作原理 136
8.5.2 擴大振子動態範圍設計 140
8.6 控制電路與靈敏度的關繫 141
8.6.1 單邊工作方式 141
8.6.2 雙邊工作方式 141
8.7 磁懸浮絕對式振動測量繫統靈敏度 143
8.8 磁懸浮絕對式振動測量繫統誤差分析 145
8.8.1 幅值分析 145
8.8.2 頻率分析 146
8.9 磁懸浮絕對式振動測量繫統技術指標 151
8.10 本章小結 152
參考文獻 152
第9章 磁懸浮絕對式振動測量的應用 153
9.1 公路平整度測量 153
9.1.1 平坦路面行駛測量波形及分析 153
9.1.2 通過窄減速帶測量波形及分析 156
9.1.3 通過寬減速帶測量波形及分析 159
9.1.4 市區路面行駛測量波形及分析 162
9.1.5 長途路面行駛振動波形及分析 165
9.2 地鐵機車振動測量 168
9.2.1 地鐵機車勻速平穩運行時的測量波形及分析 168
9.2.2 地鐵機車勻速有振動運行時的測量波形及分析 171
9.2.3 地鐵機車減速運行時的振動波形及分析 175
9.2.4 地鐵站臺機車進站時的振動波形及分析 178
9.3 人行過街天橋振動測量 181
9.3.1 人行過街天橋自由振動波形及分析 182
9.3.2 橋下有車經過時人行過街天橋振動波形及分析 184
9.3.3 單人通過人行過街天橋振動波形及分析 187
9.3.4 多人通過人行過街天橋振動波形及分析 189
9.4 電梯加速度測量 192
9.4.1 電梯運行中垂直加速度測量與分析 193
9.4.2 電梯運行中左右加速度測量與分析 196
9.4.3 電梯運行中前後加速度測量與分析 199
9.4.4 電梯故障分析 202
9.5 重型基建設備對建築物產生的振動測量 204
9.5.1 建築物自由振動測量與分析 205
9.5.2 挖掘機工作時產生的振動測量與分析 207
9.5.3 鏟車工作時產生的振動測量與分析 211
9.6 多閾值地震報警器設計 216
9.6.1 多閾值地震報警器電路設計 216
9.6.2 多閾值地震報警實驗測量 218
9.7 本章小結 222
參考文獻 222
