基于复调制的细化全矢谱分析研究

将全矢谱理论在旋转机械故障诊断中的优越性与传统复调制细化分析方法相结合,复调制细化全矢谱(zoom vector spectrum,ZVS)的原理为,两次频移-低通滤波-隔D(细化倍数)点选抽-FFT(fast Fourier transform)-计算全矢谱.其兼具信息全面和高分辨率的特点,运算量远小于具有相同分辨率的普通全矢谱.仿真计算表明,复调制细化全矢谱可应用于旋转机械故障诊断中,对频谱密集型多源融合矢量信号进行有效分析.     

基于频谱细化和相位差校正的全息谱研究

针对全息谱在频谱密集情况下精度会降低的问题,提出了基于频谱细化和相位差校正的全息谱分析方法。该方法采用复解析带通滤波器选带细化方法对以阶次频率为中心的局部区间进行细化分析,通过提高频率分辨率来消除密集频谱对精确获取幅值、相位信息的影响,运用相位差法对细化区间内的最大谱峰进行频率、幅值、相位校正,准确地提取出各阶次的幅值、相位信息,最后合成全息谱图。仿真及对柔性转子试验台振动信号的分析结果表明,基于频谱细化和相位差校正的全息谱能有效提高其分析精度,更加精确有效地诊断旋转机械的故障。     

基于小波包的全信息解调方法及其应用

针对旋转机械故障信号的振动特点,将小波包络解调与基于数据融合技术的全矢谱相结合,提出一种诊断旋转机械调制信号的分析方法。首先,对安装在转子同一截面不同方向上的传感器信息同步整周期采样,对来自不同方向的时域信号分别采用小波包进行分解并重构,以实现带通滤波的效果;然后,采用全矢谱技术对两组重构信号进行数据融合;最后,对合成后的信号做包络解调分析。通过仿真研究和工程实例分析可以得出,对来自同一截面、不同方向的时域信号分别作小波包络谱分析时,两者在能量分布和频谱结构上存在着较大差别,以致造成提取故障信息的不完整或造成误判、漏判。基于小波包的全信息解调分析方法通过对同源的双通道信号的有效融合,可全面地反映出信号中包含的不同调制信息。与基于全矢谱的传统包络解调分析进行对比分析,具有较好的分析结果和可信度。     

Hilbert-全矢谱及其在滚动轴承退化分析中的应用

旋转机械的振动信号频谱分析中,存在单源信号信息不完整、频率调制等问题,导致频谱不能全面、清晰地反映设备运行状态,增加误判风险。而全矢谱技术能充分融合双通道振动信息,Hilbert变换对时域信号包络解调效果良好,结合两者的优点形成Hilbert-全矢谱方法,并将其应用于滚动轴承退化过程分析中。实验表明,Hilbert-全矢谱能更加准确、全面地反映设备振动特性,从中提取的特征主振矢,既能够表征滚动轴承退化过程中的振动强度,又可以区分其故障类型。     

全矢最大熵倒谱方法及其应用研究

传统的倒频谱技术处理信号提取特征是基于单通道数据以及其本身计算需要经过两次傅里叶变换的局限性,获得的频谱特征不足以完全反映设备运行状态,同时还会造成谱线泄露严重,分辨率低等问题,基于此,提出一种新的思路:将全矢谱,最大熵谱与倒频谱理论相结合提出全矢最大熵倒谱新方法,新方法以全矢谱为基础,对全矢最大熵功率谱进行傅里叶变化得到。给出基本理论及计算公式,并通过实验处理故障信号与常规倒频谱进行对比。结果验证了新方法的有效性,且相比传统倒频谱具有更高的分辨率。     

复解析最优小波解调法

针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,结合基于复解析小波变换的信号分量的包络幅值提取原理,提出了一种基于峭度和平滑指数的最优小波解调技术。首先,采用连续小波变换谱的能量熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中;其次,对常规小波峭度计算法进行改进,结合平滑指数对最优小波变化尺度进行迭代搜索;最后,针对解调谱线繁杂密集无法分辨的问题,采用频谱细化的方法提高了复解析小波解调谱的频谱精度。应用试验结果表明,该复解析最优小波解调方法较传统的解调方法,可以更加准确有效地提出齿轮箱复杂信号中的微弱故障特征。     

全矢谱-粗集理论在旋转机械故障频谱特征提取中的应用研究

随着旋转机械的大型化、高速化、高精度化,全面、及时、有效的对其进行故障特征提取的重要性愈来愈明显.传统的单通道信息采集方式有着信息量不全面易造成误判的弊端;传统的信息处理方式存在着效率低等弊端.基于同源信息融合和故障特征提取的思想,将全矢谱技术和粗集理论结合,提出了全矢-粗集理论在旋转机械故障频谱特征提取中的应用方法,给出了相关的定义和算法.并通过典型故障的实验验证,此方法在旋转机械故障频谱特征提取中有着更为准确、全面的优势,是一种有效的故障频谱特征提取方法.为旋转机械故障的在线监测提供参考.     

复局部均值分解全矢包络技术及其在转子故障特征提取中的应用

为更全面提取转子故障特征,将全矢谱和复局部均值分解(Complex local mean decomposition,CLMD)相结合,提出二元的全矢包络技术——CLMD全矢包络技术。采用正交采样技术获取转子同一截面上互相垂直方向上的振动信号,并将其组成一个复数信号;运用CLMD将复数信号按能量从高到低的顺序依次分离出系列复乘积函数(Complex product function,CPF),并解调出CPF的复包络;由于故障特征主要在能量较高的CPF分量中,通过全矢谱技术融合前几阶CPF分量的包络信号,得到相应的全矢包络谱。仿真的调幅-调频信号分析结果表面,较之Hilbert解调,CLMD全矢包络技术可提取隐含的调频信息,而且不存在虚假的低频谱线。转子试验台模拟的基座松动信号、碰摩信号分析结果表明,较之单源信息的包络谱,CLMD全矢包络技术提取的谱线特征更清晰、全面,而且根据全矢包络谱可有效区分基座松动引起的碰摩和单一碰摩故障。     

地震信号的复调制细化方法的频谱分析

为了得到地震信号某段频谱的精细结构,提高其频率分辨率,提出了频率细化技术。通过对地震信号进行复调制移频、数字低通滤波、重新采样、复FFT处理、频率调整实现对地震信号的复调制频率细化。利用Matlab对实际地震信号进行分析,得到地震信号能量最大处的频率,实现了准确、快速地对地震信号某一窄带频谱的分析和研究。与FFT相比,复调制细化得到的地震信号幅度最大处的频率更接近真实值,使地震信号的频谱更精确。     

基于全矢支持向量回归的设备频谱成分预测研究

支持向量机(SVM)在解决小样本、非线性及高维问题方面表现突出,支持向量回归(SVR)目前被广泛应用于设备状态趋势预测中用于故障定量分析。故障预测用于定性分析的相对较少,为进一步提高其预测精度,结合基于同源信息融合的全矢谱技术进行倍频成分预测。该方法采用全矢谱技术融合双通道信息,相比传统单通道信号提取方法,保障了SVR预测数据特征提取的完整性,提高预测精度。对特征频率进行分别预测,然后重新生成预测的频谱图。该方法应用于某电厂1号汽轮机振动数据的预测,实验结果表明,全矢支持向量回归(FVSVR)频谱成分预测方法具有较高的预测精度,可以对一些故障定性分析。     

循环谱与随机森林融合改进频谱检测算法

针对低信噪比下无线认知网络的主用户频谱检测问题,提出了一种基于循环谱和随机森林的检测方法.该方法首先将信号变换到循环谱域,计算信号非零循环频率最大时的信号循环谱,并以循环谱的均值和方差构成特征向量.然后,基于随机森林构建无线认知网络主用户信号频谱检测模型,并分别构建正负样本信号进行模型训练.最后利用训练完成的模型检测无...     

一种基于DSP的频谱分析仪

结合一种基于DSP的频谱分析仪的研制开发，介绍了频谱分析仪的硬件集成和软件设计，并重点介绍了基于VC的虚拟仪器关键技术和编程方法。     

荧光光谱法快速评茧研究

研究了蚕茧的荧光与其荧光色及其内在质量（解舒率）的关系，提出了独特的双波长法检测蚕茧荧光的方法，并建立了相应的实验装置。与常规方法相比，具有精度高、速度快、方法简便等优点。     

光谱法测量薄膜厚度算法的改进

提出了一种计算薄膜厚度的单极值点算法。在对SiO2二氧化硅薄膜的测试中，该测试方法与椭圆偏振仪的测试结果相对照，纵向测量误差小于2nm．讨论了双极值点算法计算薄膜厚度，对薄膜的反射干涉光谱曲线进行了分析。主要讨论了薄膜材料色散对测试精度的影响，在此基础上对算法进行了改进，最终利用单个极值点的数据计算出薄膜的厚度。该方法和双极值点算法相比较，其优点在于考虑了薄膜材料的色散对测试结果带来的影响，通过精确定位光谱曲线上的极值点阶数和选择合适的极值点，达到了很好的测量精度。     

基于贝叶斯频谱估计的频率分辨率研究

研究了贝叶斯频谱估计的基本理论和基本方法,分别对频率扫描法和频差扫描法进行了研究和计算。仿真结果显示,采用加窗方法可有效提高频率扫描法的频率识别精度。在采样信号相同的条件下,频率扫描法的频率采样点数为1000,得到的频率分辨率为1%。差频扫描法的采样点数为100,得到的频率分辨率为0.1%。贝叶斯频谱分析中模型的选取是决定性的因素。     

基于光谱的激光—MAG复合焊耦合机理分析

采用光纤式光谱仪,对激光—MAG复合焊等离子体辐射,进行空间分布200～1100nm间光谱采集。选取特定谱段辐射积分,给出其在紫外辐射(FeII)、可见光辐射(FeI)、红外辐射(ArI)各扫描层面辐射强度分布。进一步结合高速摄像,研究激光—MAG复合焊的耦合机理。研究结果表明,激光与MAG复合后,其等离子体在焊接电弧中心位置的辐射增强(其中紫外和可见光谱段更明显),形成一个辐射梯度较大的辐射增强区。FeI、FeII对应谱段的电弧辐射区间增宽,这种现象在激光作用的电弧前沿更明显。特定谱段辐射的面分布表明,激光—MAG耦合后,辐射在熔池附近及电弧中部的辐射增强,而在电弧上部的辐射减弱。耦合后的等离子体能量分布更集中于中心部位和熔池附近,复合等离子体Fe辐射区间的增宽,也为电弧稳定提供电离通道。耦合后等离子体辐射分布,使得激光复合焊焊缝成形改善、电弧稳定性增加。     

CCD摄像机相对光谱灵敏度的自动测试

设计了一种测试CCD摄像机的相对光谱灵敏度的双光路自动测试系统，为CCD摄像机作为图象传感器用于亮度和色度测量提供了必要的参数。     

频谱分析仪软件之高效率多线程设计

多线程设计是现代软件设计的一个重点,在便携式频谱分析仪软件设计中有着更加严格的要求。本文针对便携式频谱分析仪高性能、低功耗指标需求,充分挖掘多线程程序设计的优点,提出了一种优化设计方案。该方案考虑"硬件优先,测量优先"的原则,权衡各线程在频谱分析仪软件中密切协作关系,从高效运行、节能、多线程协作与消除副作用4个方面进行了详细阐述。     

旋转机械全矢频段状态评价方法研究

基于数据融合思想,采用较先进的全信息融合技术—全矢谱技术,将其与频谱频段振动烈度的旋转机械故障诊断的方法相结合,提出基于全矢频段的故障诊断方法。并给出全矢频段振动烈度的定义及算法。通过使用健康度值的方法,实现了对设备运行状态的定量评价。然后通过实验研究,验证了该种方法克服了单通道信息下的频谱不够准确的弊端,能够更准确地诊断出设备故障并标识出不同频段所对应的故障的严重程度,并对设备的运行状态作出可靠准确的评价。     

Spectrum occupancy investigation: Measurements in South Africa

Regulatory bodies have predicted an impending shortage in commercial radio frequency spectrum in the near future. However, due to outdated regulatory practices, many of these bands are in fact inefficiently underutilised. Spectrum measurement campaigns have be carried out around the world to determine the extent to which this is true. However, there still seems to be a lack of knowledge regarding spectrum occupancy in South Africa. A spectrum measurement system was thus designed and employed to measure the spectrum occupancy of the ultra-high frequency (UHF), global system for mobile communications (GSM) 900 MHz and GSM 1800 MHz bands through a measurement campaign in the Hatfield area of Pretoria, South Africa. A method for determining spectrum occupancy, from raw spectrum measurements, has been described and used to calculate the average spectrum occupancy of these bands. Occupancy in the UHF band was found to be fairly constant at approximately only 20%. While the maximum occupancy of the GSM 900 MHz band was calculated to be much higher at approximately 92% and that of the GSM 1800 band to be approximately 40%. However, the GSM 900 MHz and 1800 MHz bands did exhibit fluctuations in occupancy of between 10% and 20% respectively according to the time of day. Slight variations in occupancy of between 1% and 3% were also evident over the days of the week. These results are placed into context by a comparison with the findings of various other measurement campaigns from around the world. When compared, occupancy was generally found to be lower in the UHF bands but higher in the mobile bands.