高速旋转机械用消除频率混叠现象的小波变换算法研究

高速旋转机械由于其工作转速高、控制精度高，其故障信号又属于微弱突变信号，造成常规监测方法准确率偏低，成为制约高速旋转机械故障监测进一步发展的最大障碍。本文设计了一种消除小波分解和重构过程中产生的频率混叠的算法。该算法利用傅里叶变换和傅里叶逆变换构成Mallat小波变换在分解和重构过程中所需的严格正交镜像滤波器，从而达到Mallat小波变换过程中必须具有的理想截止特性，最终去除掉多余的频率成分。利用改进前后的小波算法对实际信号进行分析，结果表明，本文设计的Mallat小波变换改进算法可消除信号分析中出现的频率混叠现象。     

飞秒激光光斑轮廓的傅里叶描述子重建及特征提取

在利用飞秒激光对单晶硅材料进行微尺度烧蚀时,衍生的等离子体发光光斑中蕴含着大量的加工信息。如何有效提取光斑图像的几何特征信息,对研究飞秒激光烧蚀加工工艺过程具有重要意义。轮廓特征是描述激光光斑最重要的特征之一,本文着重分析了等离子体光斑轮廓特征与光斑运动规律间的关系及光斑运动情况分类方法。首先,考虑到光斑微弱的特性,对光斑图像进行增强处理。其次,采用链码方法提取光斑轮廓特征,并利用傅里叶描述子低频特性,选取少量的描述子重建光斑图像轮廓特征,减少了复杂的计算量,有效提高了光斑图像分类的速度与质量。最后,运用Hu不变矩特征证明傅里叶描述子用于提取激光光斑对轮廓特征的有效性。     

MFSK调制方式在极低速通信中的性能分析

MFSK调制方式是一种常用的恒包络调制方式,其非相干解调时具有较强的抗衰落能力以及抗频偏能力,尤其适合于极低速通信。针对极低速通信,重点仿真分析了不同阶数MFSK调制方式恒参信道下的误码性能,以及基于短时傅里叶变换的8FSK变参信道下的解调性能,最后给出了适合于极低速通信保障的FSK调制波形设计方案,通过验证说明了MFSK在极低速通信中具有工程应用价值。     

煤焦油沥青质与减压渣油沥青质结构组成的对比

基于核磁共振氢谱(¹H-NMR)、核磁共振碳谱(¹³C-NMR)和傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)，分析了煤焦油和减压渣油中正庚烷沥青质的结构和分子组成的差异。在大气压光致电离源(APPI)和电喷雾电离源(ESI)下，质谱测得的煤焦油沥青质相对分子质量分布范围均小于减压渣油沥青质，但其中含氧类化合物或其他含氧多杂原子相对丰度高于减压渣油沥青质。各类化合物中，煤焦油沥青质均含有更小等效双键数(DBE)的化合物；在相同DBE下，减压渣油沥青质的碳数分布范围更大，意味着减压渣油沥青质的烷基侧链分布范围宽。计算了煤焦油沥青质和减压渣油沥青质结构单元平均分子式分别为C_30.54H_26.57S_0.04N_0.54O _2.80和 C_42.41H_41.54S_0.85N_0.63O_0.48。煤焦油沥青质结构单元的芳香度较高，而芳环数和芳环缩合度均小于减压渣油沥青质。煤焦油沥青质中的低缩合度化合物能够对沥青质聚集体中芳环的堆积作用产生直接的影响，但影响程度仍需进一步研究。     

基于二维深度卷积网络的旋转机械故障诊断

针对旋转机械振动信号复杂且难以提取有效故障特征的问题,提出了一种短时傅里叶变换和二维深度卷积网络相结合的故障诊断方法。首先对旋转机械振动信号进行短时傅里叶变换,得到时频图;接着将时频图输入到二维深度卷积网络中进行识别,得到最终分类结果。将该方法分别应用于滚动轴承与齿轮箱故障诊断中,在凯斯西储大学滚动轴承数据集、PHM2009直齿齿轮箱数据集上均取得了较好效果,正确率优于将时域信号直接输入到经典CNN中,验证了该方法的优越性。