复小波域影致留形及金属铣削表面质量评估

针对机械加工产品质量原位评估问题,提出一种数字图像为媒介的在线检测方法。通过数码相机对加工表面进行近场拍摄成像,获得影像在16位灰度空间上的映射。引入加工表面连续性约束构造辐照方程的正则化问题并求解,从灰度信息中恢复加工表面的三维模型。采用双数复小波变换对三维重构模型进行后处理降噪,计算加工表面的粗糙度评价指标。通过航空铝合金端面铣实验并应用提出方法进行分析,与离线接触式测量的结果进行对比,验证了该方法具有高精度重构效果,可有效的应用于在线金属铣削过程状态监测与加工质量评估。     

周期稀疏导向超小波在风力发电设备发电机轴承故障诊断中的应用

机械故障特征提取的内积变换原理要求匹配基函数与目标特征之间的相似性。在缺乏故障特征的精确信息这一不利条件下,根据故障呈现出的确定性以及统计特性能够有效指导基函数的选择和构造针对发电机轴承发生故障时常伴随周期性特征的先验知识,提出冲击故障特征周期性稀疏为导向的超小波构造方法。所提出的超小波变换利用可调品质因数小波变换作为匹配字典库,从而改进经典的基于单一固定基函数的小波分析思想。在技术路线上:首先采用超小波字典库对信号进行分解,计算各小波尺度上的周期性稀疏故障特征能量权重指标;以该权重指标优化为目标函数作为评价超小波字典与微弱故障特征匹配相适度的依据选择的可调品质因数小波最优刻画参数(即最优超小波);利用最优的超小波基函数对信号进行最终分解,获取其中的关键故障特征。所提出方法成功地应用于某风力发电机组上发电机轴承故障诊断,从中提取振动信号中隐藏的微弱冲击性故障特征。     

机械故障特征提取的拓扑集分形稀疏字典

多尺度字典是实现机械动态信号中频域弱相干成分解耦的重要方法,但目前还欠缺围绕固定频率进行分辨率持续细化的系统性理论。基于近似解析小波变换构建了全新的拓扑集分形多分辨理论。提出了中心嵌套子空间簇,它随分析尺度深化实现了机械故障特征多目标同时追踪细化,在频域上表现为围绕一系列固定中心频率进行严格的二进细化。在数学上严格证明了:①任意中心嵌套子空间簇都是动态信号频域的拓扑空间;②各中心嵌套子空间簇按分析尺度具有严格自相似的分形特性。另外研究还揭示了二进制多分辨理论与拓扑集分形的深刻同构关联,即任意二进小波包唯一从属于某个中心嵌套子空间簇。其次,在扩展中心嵌套子空间诱导下,经典小波包变换可以化归成拓扑集分形的真子集。将拓扑集分形与旋转机械部件损伤动态模型结合提出了一种新的机械故障特征提取方法。该方法通过周期性成分稀疏测度优化和中心嵌套子空间搜索对冲击性机械故障特征的周期、瞬时动力学参数进行优化提取,从而提取物理意义更显著的单分量信息。将该方法应用于滚动轴承的故障诊断中,在含强噪声的振动信号中准确提取了表征轴承外圈剥落的多个单一模式分量。通过对比验证了所提出方法的噪声抑制能力显著优于以谱峭度和群组稀疏优化为代表的对主流机械故障特征提取技术。     

金属线材折弯虚拟仿真系统的设计与实现

针对金属线材产品种类多、结构复杂度高、加工过程动作多且易发生碰撞干涉等特点,研究金属线材产品建模和仿真加工技术,实现线材产品的加工仿真,以检查产品设计和机床加工动作的合理性,优化加工工艺。分析了折弯机械的运动控制和折弯工艺,推导出产品建模参数与样机运动参数的数学关系式。基于OpenGL API,使用分段建模的方法实现线材产品参数化三维建模;使用“嵌套矩阵法”和运动控制函数实现线材的加工仿真。虚拟仿真系统由产品建模模块和仿真加工模块组成,前者用于产品建模和三维模型显示,后者用于加工轨迹规划和加工动画演示。实验表明,仿真系统可以实现金属线材产品在线设计和加工工艺优化,能够加快产品设计和试加工过程。     

多元消减约束独立分量分析及其在振源贡献量计算中的应用

为寻找机械系统的主要振源,提出一种利用多元消减约束独立分量分析(Multi-unit deflation constraint independent component analysis,MDcICA)估计振源贡献量的方法。约束独立分量分析(Constraint independent component analysis,cICA)在经典独立分量分析(Independent component analysis,ICA)算法的对照函数中利用约束的形式引入源信号先验知识,提高独立分量的精度和算法的稳定性,并能够得到独立分量和振源信号的对应关系。在cICA中引入多元消减技术,去除混合信号中每次迭代被提取的独立分量的成分。多元消减过程中混合信号能量的减少量等于被提取独立分量对混合信号的贡献量。将提出的算法引入到壳体激励试验台和圆筒结构试验台中,成功地完成了试验台机械振源的分离和贡献量的计算。     

内容流行分布动态性对基站端缓存性能的影响

为了满足移动数据的爆炸性增长,在无线边缘部署缓存已经成为下一代移动通信的研究热点之一。业务模型与实际相符的程度直接决定了无线缓存性能评估的准确性,然而目前几乎所有关于无线缓存的文献所采用的文件请求模型并未考虑内容流行分布的动态变化。最近已有文献考虑时变流行分布,但是均采用了被动缓存策略,而主动缓存策略对无线缓存十分重要。本文分别基于一个能够描述内容流行度动态变化的文件请求模型——散粒噪声模型、和现有文献中广泛采用的独立参考模型,分析了采用被动和基于预测的主动基站缓存策略时内容流行分布动态变化对命中率和无线网络吞吐量的影响。仿真结果表明,采用散粒噪声模型对评估无线缓存系统吞吐量的影响很大,特别是当网络中干扰较小时;另外,已有文献基于被动缓存策略得到的结论并不适于主动缓存策略。      

鱼雷电磁引信的水中目标高精度实时识别方法

鱼雷武器系统的主动电磁引信回波信号中蕴含着雷目交会过程重要特征信息。针对回波信号能量比较法受到直达场耦合成分和噪声影响的问题,提出了基于数字信号处理技术的目标特征提取算法。对接收天线的回波信号进行全相位二次补偿处理;采用短时傅里叶变换对目标回波信号进行包络解调;再利用改进的三次多项式最小二乘拟合方法,以抑制数据波动影响并提高计算效率;提出一种基于钟型脉冲的参数识别算法对回波包络极大值点进行估计。仿真和试验数据验证表明所提出方法具有一定的工程实用性。     

时频分析及曲线拟合在引信信号检波中的应用

为了实现引信炸点的选择和控制,提高引战配合性能,提出了结合短时傅里叶变换以及曲线拟合估计理论提取回波信号中有效信息的方法。该方法采用短时傅里叶变换对电磁引信回波信号进行包络解调,并利用3次多项式对包络曲线拟合,大大抑制了原曲线中存在的噪声,突出了信号在时频域上的特征,能够精确估计出雷目交汇最近点时刻。仿真结果表明,该方法估计精度高。     

提升小波分形策略在电机轴承电蚀故障特征提取中的应用EI北大核心CSCD

电蚀是感应电机轴承服役过程中常见的物理现象,电蚀现象的发生使得电机轴承表面更容易发生点蚀剥落等局部损伤。提出提升小波分形策略,用于从多成分耦合的振动信号中提取反映轴承故障的冲击性故障特征;该策略通过对经典冗余提升小波包分解产生的相邻子空间进行后处理,生成新的隐小波包尺度,可有效弥补二进小波包分析方法对过渡带区间特征提取能力的不足;通过隐小波包子空间的中心嵌套集合实现了振动信号的中心极化多分辨分析;该方法还能继承冗余提升小波包分解的诸多优良特性(如精确线性相位及平移不变性等),从而进一步增强了振动信号中非平稳冲击特征的分析提取能力。将提出的方法应用于某型号平整机的感应电机轴承振动信号分析,在某个由提升小波分形策略生成的隐小波包子空间中提取表征轴承机械故障的周期性冲击特征,经停机检修验证该故障特征是由轴承中已经存在的电蚀故障引发;将所提出方法的特征提取效果与基于双树复小波等的主流分析方法进行对比,验证了提升小波分形策略具有更加全面的轴承故障特征分析能力。     

小小区网络中基于本地存储协作传输策略的增益

网络的密集化是满足未来移动通信系统高吞吐量需求的有效手段,但当业务负载高时其吞吐量受到小区间干扰的严重制约。在基站端存储流行文件可以降低回传链路的成本和文件的下载时间,也为无需高容量回传链路进行基站协作提供了可能。本文分析了在小基站部署存储器后基站协作所能带来的吞吐量增益,推导了基于存储的基站协作策略的平均吞吐量,并与无干扰管理的基准小小区网络的吞吐量进行比较。分析和仿真结果表明,本地存储带来的性能增益在网络负载较高时和文件请求分布集中时非常明显。