第1章 绪论 1
1.1 钢丝绳安全检测的意义 1
1.2 钢丝绳损伤及张力检测研究的国内外发展与现状 3
1.2.1 钢丝绳损伤检测的国内外研究概况 3
1.2.2 钢丝绳张力检测的国内外研究概况 6
1.3 钢丝绳安全检测研究的主要内容 8
第2章 钢丝绳的结构及其损伤模式分析 10
2.1 引言 10
2.2 钢丝绳的结构 10
2.3 钢丝绳的损伤模式与特征 12
第3章 钢丝绳的磁化及励磁装置的设计 16
3.1 引言 16
3.2 钢丝绳的磁化方式 16
3.2.1 同轴磁化方式 17
3.2.2 极间磁化方式 17
3.3 励磁磁路设计 20
3.3.1 励磁磁路结构的确定 20
3.3.2 励磁磁路中磁性材料的选择 21
3.3.3 多回路周向均布励磁磁路的结构参数分析 23
3.3.4 δ、Lm对极靴间漏磁场分布的影响 25
3.3.5 多回路周向均布励磁磁路参数计算 27
3.4 励磁装置的性能测试与磁场特性的实验分析 29
3.4.1 钢丝绳与励磁装置相对运动方向对磁场分布的影响 29
3.4.2 励磁装置磁化能力检验 31
3.4.3 钢丝绳损伤信号信噪比检验 32
第4章 钢丝绳损伤的检测及其信号预处理 33
4.1 引言 33
4.2 基于霍尔元件的钢丝绳损伤漏磁检测 33
4.3 钢丝绳损伤的全磁通检测法 36
4.3.1 检测原理 36
4.3.2 检测实验及结果分析 37
4.4 漏磁检测信号与全磁通检测信号的关系分析 39
4.5 检测器设计原则及其输出信号的预处理 42
4.5.1 检测器中霍尔元件的布置与数量选择原则 42
4.5.2 霍尔元件输出信号的处理 42
4.5.3 检测器中感应线圈的结构 44
4.5.4 感应线圈输出信号的处理 45
4.6 检测信号的等空间采样 48
4.6.1 空间域信号的采样原理及误差分析 48
4.6.2 空间域信号等空间间隔采样方法的实现 50
4.7 钢丝绳损伤数字信号预处理 51
4.7.1 数据压缩技术 51
4.7.2 检测信号中异常数据区的自动分离 52
4.7.3 检测信号中趋势项的去除 53
第5章 数据采集与通信系统 56
5.1 引言 56
5.2 AT89C52单片机简介 56
5.3 数据采集系统硬件设计 56
5.3.1 单片机主控模块 56
5.3.2 A/D转换模块 58
5.3.3 距离检测模块 59
5.3.4 通信模块 60
5.3.5 特征值检波模块 61
5.4 数据采集系统软件设计 65
5.4.1 主程序 66
5.4.2 INT1中断服务程序 66
5.4.3 T1中断服务程序 68
5.4.4 读T1服务子程序 68
5.4.5 读T0服务子程序 71
5.4.6 多字节无符号数加法子程序 71
5.4.7 A/D转换子程序 72
5.4.8 单片机通信服务程序 72
5.5 上位机数据通信程序 77
5.5.1 引言 77
5.5.2 VB通信机制及通信控件介绍 78
5.5.3 通信初始化 80
5.5.4 通道测试 80
5.5.5 数据的发送和接收 80
第6章 基于等效磁偶模型的钢丝绳LF型损伤定量分析 84
6.1 引言 84
6.2 等效磁偶模型的建立与分析 84
6.3 非线性优化问题的求解方法 86
6.3.1 单纯形法（Simplex方法） 86
6.3.2 高斯-牛顿法（Gauss-Newton法） 87
6.3.3 初始参数的确定 88
6.4 利用理论波形的仿真修正优化算法 89
6.5 检测实验 93
6.5.1 实验装置 93
6.5.2 实验方案 95
6.5.3 实验结果及分析 96
第7章 基于神经网络理论的钢丝绳损伤定量识别 102
7.1 引言 102
7.2 神经网络的基本概念与BP学习算法 102
7.2.1 神经网络的基本概念 102
7.2.2 BP学习算法 105
7.3 BP神经网络的MATLAB实现 107
7.3.1 MATLAB神经网络工具箱简介 107
7.3.2 基于MATLAB神经网络工具箱的BP神经网络设计 108
7.4 钢丝绳LF型损伤定量识别的ANN模型建立 111
7.4.1 ANN模型输入参数选择及其归一化处理 112
7.4.2 ANN模型输出参数的确定 114
7.4.3 ANN模型的建立 114
7.5 ANN模型的训练与检测实例 115
7.5.1 输入、输出样本选择 115
7.5.2 网络训练 116
7.5.3 检测实例及结果分析 119
第8章 钢丝绳张力定量检测原理与方法 121
8.1 引言 121
8.2 非接触式钢丝绳张力定量检测原理 122
8.3 钢丝绳张力与时间域计测值的关系 125
8.4 钢丝绳张力检测实验及结果分析 126
第9章 钢丝绳损伤检测信号的小波分析 131
9.1 引言 131
9.2 小波分析基本理论 131
9.3 钢丝绳断丝损伤信号的预处理 134
9.3.1 小波滤波原理 134
9.3.2 基于小波变换的滤波消噪方法 135
9.4 基于小波变换的钢丝绳断丝信号提取 138
9.4.1 小波变换用于断丝识别原理 138
9.4.2 钢丝绳断丝信号提取方法 140
9.5 利用小波谱进行钢丝绳定量识别 141
9.5.1 小波谱估计 141
9.5.2 基于小波网络的钢丝绳断丝定量识别 143
第10章 钢丝绳剩余强度实验研究与安全性评价 147
10.1 引言 147
10.2 钢丝绳金属截面积的磁桥路检测原理 147
10.3 钢丝绳金属截面积检测装置 148
10.4 钢丝绳金属截面积检测实验及结果分析 149
10.5 钢丝绳剩余强度的实验研究 152
10.5.1 实验装置与试件 152
10.5.2 检测实验及结果分析 153
10.5.3 钢丝绳剩余强度模型 154
10.6 基于损伤与张力检测的钢丝绳安全性评价 160
第11章 基于VB的钢丝绳安全检测虚拟仪器 162
11.1 引言 162
11.2 虚拟仪器概述 162
11.2.1 虚拟仪器的概念 162
11.2.2 虚拟仪器的特点 163
11.3 钢丝绳安全检测系统虚拟仪器的设计 164
11.3.1 虚拟仪器的构成形式 164
11.3.2 虚拟仪器的设计 164
参考文献 170