基于形态成分分析的轴承复合故障诊断

独立分量分析(ICA)已被广泛运用于线性混合模型的盲源分离问题,但却有2个重要的限制:信源统计独立和信源非高斯分布。形态成分分析是最新提出的一种基于稀疏表示的信号和图像分解(分离)方法。介绍了形态成分分析的基本原理,进行了仿真说明,并应用该方法对设置了3种故障的轴承进行故障诊断,最终发现了故障特征,成功判别出了轴承的3种故障,验证了该方法在轴承故障诊断中的有效性。     

适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究

从地磁匹配导航的原理出发，分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题，深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法，建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型，为匹配算法提供可靠的参考依据；并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法；最后，进行了仿真试验。试验证明：该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法，可以提高模型的分辨率，改善建模过程中存在的边界效应问题。     

一种基于子空间法的机械故障欠定盲分离新算法

针对以往稀疏盲信号分离算法中恢复源信号时所采用的线性规划或最短路径法计算相对复杂,提出了一种基于子空间法的机械故障欠定盲源信号恢复方法。该算法假设源信号由两个正交向量构成:其中一个向量位于混叠矩阵A的行空间中,另一个位于A的零空间中,位于行空间中的向量可以通过A的Moore-Penrose伪逆得到,位于零空间中的向量通过贝叶斯估计得到。新算法容易实现,分离速度快,能够很好地满足盲分离对速度的要求。将其用于实测齿轮故障信号的盲分离,研究表明该方法能够分离齿轮系统的典型故障,取得了较好效果。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰，一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度，对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论，推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成，建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型；在分析磁场传感器测量误差的基础上，建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确，可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明，所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

基于图像处理技术的螺纹几何参数测量

针对螺纹几何参数测量过程中,传统人工测量效率低、仪器昂贵、耗时费力、偶伴有人为误差等不足。本研究采用非接触测量的方法,利用计算机视觉的图像处理技术,通过系统标定、图像采集、图像预处理、边缘检测、几何参数计算等步骤,实现了对螺纹几何参数的自动测量。通过大量实验证明,该系统具有快捷高效、数据可靠、易于操作、替代传统人工操作的优点,有效提高了批量工件检测的自动化水平,具有重要的研究意义和实用价值。     

基于核形态成分分析的齿轮箱复合故障诊断研究

形态成分分析（MCA）是最新提出的一种基于稀疏表示的信号和图像分解(分离)方法,该方法的主要思想是利用信号组成成分的形态差异性（可以由不同的字典稀疏表示）进行分离。结合核函数把基于MCA的线性盲分离方法拓展到非线性混叠情况,给出了一种非线性混叠信号盲分离算法。该算法通过非线性映射将混叠信号投影到高维特征空间,将样本空间的非线性混叠问题转化成高维特征空间的线性混叠问题,然后应用MCA算法对高维特征空间中的混叠信号进行分离。通过对齿轮齿根裂纹、轴承内圈、外圈复合故障的实验信号的分析,表明该方法能有效地分离出齿轮箱的复合故障。     

风机性能试验自动测试系统

介绍了一套风机性能试验用自动检测与处理系统，该系统基于Windows环境，采用LabWindows/CVI虚拟仪器开发工具，可实现试验数据的自动采集与处理、风机转速及运行工况的自动控制，性能曲线的自动绘制等功能，现场运行结果表明了系统的有效性和优越性。     

Fault Diagnosis of Bearing Based on Integration of Nonlinear Geometric Invariables

A fault diagnosis method of bearing based on integration of non-linear geometric invariables was presented for the non-linearity exiting in bearing system but ignored in traditional fault diagnosis.The meanings of non-linear geometric invariables,such as fractal dimension,Lyapunov exponent,Kolmogorov entropy,correlation distance entropy and their calculation method were analyzed.Grey theory is applied to integrate these parameters and the correlation values as fault characteristic value was input into the support vector machines for diagnosis.The experimental results show that this method can distinguish the bearing fault effectively,it provides a new approach for the fault diagnosis of rotating machinery.     

滚动轴承局部损伤故障动力学建模及仿真

针对实际齿轮箱轴承系统,建立了转子-故障滚动轴承-轴承座系统非线性振动模型,在模型中充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性接触力及变柔度VC振动.在此基础上,进一步建立了轴承外圈、内圈、滚动体局部损伤故障非线性动力学模型,并运用数值积分的方法进行了动力学仿真与分析.仿真分析结果验证了滚动轴承存在局部故障时的动力学特性,表明轴承局部损伤故障动力学模型的正确性.     

通风机性能试验自动测试系统

介绍了一套风机性能试验用于自动检测于处理系统。该系统基于Windows环境，采用Lab Windows／CVI虚拟仪器开发工具，可实现试验数据的自动采集与处理、风机转速及运行工况的自动控制，性能曲线的自动绘制等功能。现场运行结果表明了系统的有效性和优越性。