改进ILoG算子的故障检测方法

针对强背景噪声干扰下轮对轴承故障特征微弱、难以准确检测的问题,提出了一种自适应改进高斯拉普拉斯(improved Laplacian of Gaussian,简称ILoG)算子的微弱故障检测方法。ILoG算子滤波器具有优良的信号突变特征检测能力,将其用于轮对轴承故障信号的冲击特征检测,同时利用水循环算法(water cycle algorithm,简称WCA)的寻优特性,并行搜寻筛选最佳的ILoG算子影响参数,通过对参数优化后ILoG算子滤波后信号做进一步包络解调分析,提取出轮对轴承微弱的故障特征信息。对实际轮对轴承外圈和内圈故障信号分析的结果表明,该方法可以有效检测出轴承微弱故障特征频率,故障检测效果优于小波阈值和多尺度形态学差值滤波方法。     

基于多目标交叉熵优化的轮对轴承故障特征提取方法

从复杂干扰中提取轮对轴承的故障特征,需要同时从冲击性和循环平稳性两个方面考虑。而在提取过程中,单一的指标很难统一并平衡二者的权重。为此,提出一种基于多目标优化的非对称实Laplace小波解调方法。在第一个目标中,以最大化平方包络的峭度为适应度函数,利用窄带信号包络的时域稀疏性表征故障的冲击性特征。在第二个目标中,以最大化平方包络谱的峭度为适应度函数,利用窄带信号包络的频域稀疏性表征故障的循环平稳性特征。并通过将非支配排序和拥挤距离排序引入交叉熵算法实现了多目标最优非对称实Laplace小波解调以降低冲击性噪声或循环平稳性噪声的干扰。试验结果表明,该方法可实现复杂干扰下轮对轴承的故障特征提取,并通过与单目标优化方法的对比分析,验证了该方法的优越性。     

基于α稳定分布和支持向量机的轴承模式分类

针对滚动轴承发生故障时振动信号表现出来的脉冲特性,提出了一种基于α稳定分布和支持向量机的模式分类方法。介绍了α稳定分布的定义和概率密度函数,并与故障轴承振动信号的概率密度函数曲线进行比较,证明了具有脉冲特性的轴承振动信号符合α稳定分布。用小波包分解技术对不同类型的轴承实测数据进行分解,并提取相应特征参数作为特征向量,建立支持向量机诊断模型,进行特征模式分类。通过与传统的基于峭度和方差的模式分类方法进行比较,表明该方法具有较高的诊断准确性。     

多频激励下滞后非线性悬挂受电弓的亚谐共振

本文选用具有工程背景的滞后非线悬挂高速铁路电力机车受电弓系统为例，将机车高速行驶时，受电弓与接触网之间的接触和作为多频激励输入，运用平均法研究了具有系统在多频激励下的组合共振问题，通过计算得到了该产生组合共振的条件，并求得到了组合共振时共振解的振幅及组合共振的分叉解。     

一种磁流变阻尼器动态阻尼力模型

磁流变阻尼器用于汽车悬架,可以实现理想的半主动控制,控制算法要求准确刻画阻尼力,针对有关学者提出的磁流变阻尼器的Bingham粘塑性模型、双粘性塑性模型及双粘性滞后模型,建立了基于反正切函数的磁流变阻尼器动态阻尼力模型,该模型是前三种模型的推广,其参数具有明显的物理意义,且其动态阻尼力为光滑函数,与实验象一至,最后对新模型进行了实验验证。     

半主动控制与时滞对高速铁道车辆平稳性、稳定性及安全性的影响

分析了半主动控制及时滞对高速铁道车辆运行平稳性、运动稳定性和安全性能的影响。首先利用多体动力学技术建立了62个自由度的高速铁道车辆非线性模型,并在此基础上设计了基于Bouc-Wen立方修正模型的磁流变阻尼器和半主动控制器,最后利用ADAMS+MATLAB联合仿真的方法分析了半主动控制与时滞对铁道车辆动力学性能的影响。结果表明,半主动控制可以有效提高车辆运行平稳性和安全性能,但会在一定程度上降低车辆的运动稳定性。随着时滞量的增加,半主动控制作用下的动力学性能并非逐渐恶化,而是呈波浪形变化,且在100~200 ms和400~500 ms时滞范围内最差。半主动开关控制及其改进型在有无时滞考虑时控制效果不同,这就更加证明了进行时滞分析的必要性     

基于LMD自适应多尺度形态学和Teager能量算子方法在轴承故障诊断中的应用

为了从故障轴承信号中提取包含故障信号的特征频率,提出了基于LMD自适应多尺度形态学和Teager能量算子解调的方法。首先,采用LMD将目标信号分解成有限个PF（Product function,PF）分量,分别对其进行多尺度形态学滤波,利用峭度准则优化形态学结构元素尺度,自适应寻求最优解,最后用Teager能量算子计算各PF分量的瞬时幅值,通过瞬时Teager能量的Fourier频谱识别轴承的故障特征频率。为了验证理论的正确性,进行了数字仿真实验和轴承故障模拟实验,并与EMD形态学和包络解调方法进行了比较,结果表明该算法明显优于其他两种方法,对滚动轴承外圈、内圈和滚子故障的检测精度更高,能够清晰地提取出故障信号的频率特征。     

时滞在磁流变主动控制系统中的影响

在分析磁流变阻尼器的时滞特征,时滞对单自由度磁流变控制系统影响基础上,将磁流变阻尼器应用于高速机车系统的振动控制中.从理论角度分析了基于磁流变阻尼器的四分之一机车系统在主动控制下的时滞问题,并进一步探讨了主动控制下时滞对高速机车系统整车悬挂系统的影响.仿真分析了高速机车系统整车模型应用磁流变阻尼器后,在主动控制下的时滞影响.结果表明,能够快速反映的磁流变阻尼器并不能彻底消除控制系统的时滞问题.磁流变主动控制系统在较大时滞的影响下,高速机车振动加剧,安全性受到威胁,甚至失去控制.     

旁置孔隙阀式磁流变阻尼器阻尼力解析解

基于Bingham模型推导了磁流变液流经孔隙阀时流体的运动方程,孔隙阀式磁流变阻尼器阻尼力与阻尼器的结构参数、磁流变液的性能参数的关系为四次代数方程,应用代数方程理论得到了阻尼力的解析解,分析了磁流变液的黏度、屈服强度、磁流变阻尼器结构参数对阻尼性能的影响,本文的研究可用于指导阻尼器设计。     

一种无监督的轴承健康指标及早期故障检测方法

提出了一种无监督的轴承健康指标及早期故障检测方法。设计了一种可以有效提取轴承状态特征的深度可分离卷积自编码器模型,以编码器的输出作为轴承状态特征表示,使用Bray-Curtis距离计算退化状态特征和健康状态特征之间的距离作为轴承状态的健康指标（BC-HI）。基于健康指标BC-HI提出了一种结合Savitzky-Golay滤波的早期故障检测方法,根据健康指标的趋势获取异常阈值,判断早期故障的发生。为验证所提方法的有效性及泛化能力,在轴承加速寿命试验数据集上进行试验,试验结果表明提出的健康指标可以反映轴承的退化趋势,并且对早期故障较为敏感,具有较强的泛化能力,与孤立森林、支持向量机等方法相比,首次故障检测时间更加提前,误报警率更低,具有一定的应用价值。