变截面涡旋盘双正交小波频谱表面降噪与重构

为了获取真实的变截面涡旋盘表面形貌特征信息,必须去除试样制备及数据采集过程中产生的噪声信号并进行形貌重构.利用Talysurf CLI1000三维形貌测量仪提取变截面涡旋盘两处试样的表面形貌数据,基于小波降噪理论,通过计算降噪前后表面信号的能量比PER、标准差ERR以及相关系数r等参数,选择双正交小波系bior6.8对...     

基于小波包变换和小波阈值消噪的语音特征提取

为了实现强噪声背景下语音信号的特征提取,根据小波变换的多分辨率特性,以及与人耳耳蜗滤渡相一致的特性,利用小波包变换,在各语音特征频率段上,提取出包含丰富的非平稳信息的语音特征;并在小波包分解去噪的基础上,构造了模糊阈值函数,利用小波模糊阈值去噪,得到了信噪比较高的语音信号.研究结果表明,小波包变换和小波阈值去噪,较好地消除了强噪声背景下的噪声,并有效地提取出了语音信号特征.     

基于小波分析的旋转机械故障诊断技术及其试验研究

通过把转子试验台裂纹故障信号与小波变换的多分辨率方法以及奇异性理论相结合进行研究,发现小波分析便于对信号的总体和局部进行刻画;利用小波变换对信号的分解和重构特性,可有针对性地选取有关频带的信息以及降低噪声干扰,通过对重构信号的频谱分析能更有效地提取裂纹故障的典型特征,为计算机自动识别或专家系统的建立奠定了基础,从而达到了诊断的目的.结果表明,对于旋转机械的非平稳信号来说,利用小泼变换方法进行故障诊断是行之有效的.     

规则凹坑缸套表面对柴油机振动的影响

内燃机活塞横向运动对缸套的撞击是机身振动信号最主要的激励源,其撞击情形完全反映在机身表面振动信号之中。通过对比分析装配普通缸套和表面凹坑处理的缸套两种工况下柴油机机身表面振动信号,研究规则凹坑缸套表面对柴油机振动的影响;采用小波包分解与重构的信号处理方法,获取高频信号分量并提取能量特征。研究发现,表面凹坑处理的缸套能够改善缸套-活塞组间的润滑性能,在油膜的阻尼下,活塞对缸套的横向撞击得到减轻;采取小波包分解与重构的信号处理方法,可以有效地提取信号某个频率段的信号特征。     

小波滤波及奇异性分析在三维表面形貌评定中的应用

在机械加工领域,表面信息对于表面加工的指导作用至关重要。相对于表面二维信息,三维表面结构信息更能充分反映加工表面的实际特征,是热点研究问题。由于测量仪器的机械传动系统和测量环境等震动因素的存在,接触式测量方法得到的表面信号往往包含震动带入的误差信号,而这些信号存在其自身特点——奇异性特征。目前,小波变换是用于信号处理的有效工具。为透彻分析表面信号并剔除震动误差信号,本文介绍了通过小波变换对奇异信号进行检测的原理,并且给出了具体算法。在实验中利用该方法对表面测量信号进行预处理,并用小波滤波将表面结构分解得到粗糙度尺度轮廓,对其三维典型参数进行了计算,并与高斯滤波得到的粗糙度评定参数进行了比对。计算和比对表明小波奇异性分析是有效的,可得到更加合理的评定结果。     

小波包分解算法研究及其在机械故障诊断中的应用

基于小波包的多分辨率特性,研究了B样条小波的小波包分解算法.小波包分析能够为信号提供一种更加精细的分析方法,它将频带进行多层次划分,对多分辨分析没有细分的高频部分进一步分解,从而提高了频率分辨率.并且基于上述算法,对齿轮传动系统的振动加速度信号进行了小波分解,建立了一套基于小波包能量分布的机器运行特征和诊断特征参数,并给出了实验数据及分析结果.     

小波改进阈值去噪和经验模态分解相结合的旋转机械故障特征提取

针对实际工程信号易受噪声干扰导致提取的故障特征不明显的问题,将小波改进阈值方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合,提出一种基于小波改进阈值的经验模态分解去噪方法,并应用到旋转机械故障特征提取中。首先,为了克服传统小波阈值方法在阈值函数的连续性以及重构误差等方面的不足之处,研究小波改进阈值方法并利用其进行振动信号预处理,减少随机噪声对振动信号的干扰,同时减少EMD分解过程中的分解层数以及其边缘效应对有用信号分解质量的影响。在实际应用中,由于振动信号中混有多种不同性质的噪声,预消噪处理常常不足以消除全部噪声的干扰,因此有必要用EMD相关度方法适当地消噪后处理,提高故障特征提取的准确度,研究为旋转机械故障进一步识别诊断提供了重要的参考。     

小波包分解算法研究及其在机械故障诊断中的应用

基于小波包的多分辨率特性,研究了B样条小波的小波包分解算法.小波包分析能够为信号提供一种更加精细的分析方法,它将频带进行多层次划分,对多分辨分析没有细分的高频部分进一步分解,从而提高了频率分辨率.并且基于上述算法,对齿轮传动系统的振动加速度信号进行了小波分解,建立了一套基于小波包能量分布的机器运行特征和诊断特征参数,并给出了实验数据及分析结果.     

小波改进阈值去噪和经验模态分解相结合的旋转机械故障特征提取

针对实际工程信号易受噪声干扰导致提取的故障特征不明显的问题,将小波改进阈值方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合,提出一种基于小波改进阈值的经验模态分解去噪方法,并应用到旋转机械故障特征提取中。首先,为了克服传统小波阈值方法在阈值函数的连续性以及重构误差等方面的不足之处,研究小波改进阈值方法并利用其进行振动信号预处理,减少随机噪声对振动信号的干扰,同时减少EMD分解过程中的分解层数以及其边缘效应对有用信号分解质量的影响。在实际应用中,由于振动信号中混有多种不同性质的噪声,预消噪处理常常不足以消除全部噪声的干扰,因此有必要用EMD相关度方法适当地消噪后处理,提高故障特征提取的准确度,研究为旋转机械故障进一步识别诊断提供了重要的参考。     

基于小波分析的滚动轴承摩擦副表面损伤故障诊断系统

针对滚动轴承故障振动(非平稳信号)之特征,提出了基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法.该方法应用Matlab软件对包含滚动轴承故障信息的信号进行小波分解和重构,通过细化频谱分析,可有效地把轴承中的故障信息成分检测出来,从而快速地判断轴承的故障类型.基于上述研究,研发出一套适用的滚动轴承摩擦副表面损伤故障诊断系统.经实践检验,诊断方法正确,检测结果稳定、可靠.该系统经改进和功能扩展,可应用于其他振动信号的采集和分析.     

双正交提升小波在非对称表面形貌分析中的应用

由平顶珩磨获得的表面形貌是非对称的、多尺度的,而传统滤波函数处理这类表面形貌时存在畸变效应.利用双正交小波的优点,使用提升方案,采用边界对称延拓策略,解决了传统滤波函数在突变处和边界处的畸变效应,并以缸套内表面为例,选用bior4.4双正交小波,证明了提升双正交小波在表面形貌分析中的改善作用.     

基于双树复小波变换的三维粗糙表面评定方法研究

针对目前用于提取三维粗糙表面基准面的第一和第二代小波存在的平移变动性与方向性差等缺点,以及最优小波基的选取和小波分解次数的确定等难点,提出将第三代小波变换--双树复小波变换（DT-CWT）用于三维粗糙表面的评定。通过比较三代小波实际重构图像以及仿真三维粗糙表面的误差和最大重构误差,得出了DT-CWT最优的结论;采用频带能量法确定DT-CWT的分解次数,并用仿真三维表面表征参数均方差S来验证得出的分解次数的正确性。最后用DT-CWT对具有分形特征的三维非平稳随机粗糙表面进行基准面的提取,结果验证了所提出方法的有效性。     

机械加工表面轮廓分形维数对数小波谱计算方法

为了提高接触表面的建模精度,利用小波的多尺度分析能力,对表面轮廓进行多尺度小波分解,提出了计算机械加工表面轮廓分形维数的对数小波谱法以及有效分解尺度概念,并认为轮廓只在有效分解尺度上具有分形特征;通过M-B函数模拟生成不同分形维数、不同采样区间的分形轮廓;应用对数小波谱法计算了模拟轮廓的分形维数,进而与功率谱密度法（PSD法）等5种方法的计算结果进行了分析比较,结果表明：对数小波谱法能很好地处理分形的多尺度特征,并且选用sym4小波时计算精度最高,误差在0.15%以内;最后应用对数小波谱法对一实际机械加工表面轮廓分形维数进行了计算,说明了其实用性。     

小波变换在粗糙表面几何形貌表征中的应用

粗糙表面几何形貌对于表面特性如摩擦、磨损、润滑、腐蚀疲劳等具有重大的影响,表面几何形貌能否及时准确地被表征具有重要的工程意义．简要叙述小波变换的特点,重点介绍目前小波变换在表面粗糙度评定、表面形貌分离与重构以及表面形貌分形维数提取等方面的应用,提出了目前小波变换在表面几何形貌表征中存在的不足,以及今后小波技术在表面形貌中发展的新趋势．     

巴特沃思小波在表面形貌信号分离中的应用

为了快速准确地分析工程表面,提出了一种基于巴特沃思小波的滤波方法。首先,讨论了小波滤波器的低通幅度传输特性,并以此作为选择适合表面形貌分析小波滤波器的依据。然后,介绍了巴特沃思小波滤波器的构造原理,并给出了它的快速实现算法;综合其优良的传输特性和高效的实现算法,以巴特沃思小波作为表面分析的滤波器,对实际表面轮廓进行了多层分解。最后,利用巴特沃思小波建立了表面轮廓评定的基准线,并给出了确定小波分解层数的方法。实验结果表明,巴特沃思小波能够快速准确地实现表面轮廓的多尺度分析,稳定可靠地提取表面中线;在普通计算机上提取11200点数据表面中线仅耗时60ms,利用该中线计算所得R值相对误差仅比利用高斯中线所得R值相对误差大0.12%。     

表面微观形貌定量表征中几种新方法的应用

微观形貌提供了极有价值的表面信息，对它的定量表征是深入研究表面的重要途径，随着纳米技术，激光测量等相关技术的发展，表面的定量表征方法也越来越多，特别是近几年，新的先进数学方法如分形，小波等都被较好地应用于表面表征中，介绍其中的一些应用。     

Detecting discharge status of small-hole EDM based on wavelet transform

Discharge waveforms contain information representing the gap discharge status of an EDM process. The gap discharge status has a great influence on the machining performance including the machining efficiency, workpiece surface integrity, and tool wear rate in EDM processes. In order to identify the gap discharge status effectively, wavelet transform is used to analyze the discharge waveforms. A data acquisition and processing system based on DSP is developed for high-speed wavelet transforms and related calculations. The wavelet transform result shows that each EDM pulse can be classified by judging the approximation coefficients of the wavelet transform result. Experimental results demonstrate that the wavelet transform detection is capable of capturing the primary features of each single discharge pulse, which are usually unable to be discovered by conventional discharge detection methods such as the average gap voltage detection. By analyzing the local extreme values of approximation coefficients, the numbers of different pulses within a detection time period can be identified. The gap discharge status coefficient, which is a function of the numbers of different pulses, is then calculated and used as a feedback signal to an adaptive EDM process controller. A small-hole machining test demonstrates that, with the online adaptive controller based on the wavelet transform method, the machining efficiency and stability are improved significantly.     

采用粗糙集数据融合的车轮踏面擦伤预示诊断

介绍了一种将粗糙集理论与小波分析相结合对车轮踏面擦伤进行融合预示诊断的方法。在分析踏面擦伤危害和多传感器数据融合特点的基础上，将粗糙集理论和小波分析引入多传感器数据融合。该方法采用小波分析对多传感器信号进行多特征提取识别，然后利用粗糙集选择特征，建立诊断规则，从而实现对车轮踏面擦伤的融合预示诊断。     

改进双树复小波在阶跃特征结构表面基准提取中的应用

刻线尺寸的器件表面存在着大量的如槽、台阶等不连续特征,当提取其基准面来做质量评定时,ISO规定最小二乘拟合法来实现,但其鲁棒性远远差于滤波法。而若直接采用传统滤波法(如高斯滤波、小波滤波等)在不连续特征处会产生波动。基于此,提出一种新的滤波稳健算法,通过对双树复小波变换(Dual-tree complex wavelet transform, DT-CWT)进行全变分最小化理论(Total variation minimization, TVM)梯度处理,即对每层的小波系数运用阈值方法进行初始化,借助投影次梯度法将TVM理论与DT-CWT相结合,不断迭代,最终增强DT-CWT在提取几何结构特征基准面的鲁棒性。仿真结果表明,所提算法与传统滤波方法相比,整个表征精度(最大重构误差和均方差)具有最优性,且评定高度也最接近理想高度。对一实测标块,无论从直观三维视图还是侧面对比图,其在阶跃处能很好地抑制波动,与标块实际加工的理论高度偏差只有0.040 3 μm,保证了产品的几何特征,为实际的工程应用提供了一种有效的基准提取方法。     

基于小波变换的三维粗糙表面分形维数计算方法

基于小波变换提出一种三维粗糙表面分形维数的计算方法。该方法采用小波变换对三维表面形貌数据进行多尺度分解,通过对不同分解尺度下小波系数平方的均值进行函数拟合,继而得到粗糙表面的三维分形维数。为验证提出的方法的正确性与准确性,采用已知参数构建三维分形表面,对不同方法下分形维数的计算结果进行对比分析。对比结果显示,相比原始盒维数法与差分盒维数法,采用提出的小波变换法计算得到的分形维数误差更小。特别是在小波变换过程中选用sym4小波基函数时,分形维数的计算误差最小,误差能够控制在2%以内。将提出的方法应用于磨削表面分形维数的计算,得到了不同粗糙度下磨削表面的分形维数,进而验证了该方法的实用性。提出的方法能够更加精确地计算三维粗糙表面的分形维数,为粗糙表面分形接触模型的构建提供了参数基础。