利用灰度图提高Fourier变换轮廓术的测量精度

在ＦＴＰ测量中,常利用π相移方法来消除零频,以避免谱频混叠,提高ＦＴＰ的测量精度。此时,测量系统中包含相移装置,增加了系统的复杂性。然而,人们常常忽略了灰度图中包含的信息在ＦＴＰ测量中的作用。本文提出了在ＦＴＰ测量中利用一帧灰度图来提高测量精度的方法,该方法测量装置简单,又可以达到π相移的效果,在实际的ＦＴＰ测量中的意义。     

基于局部运动模糊图像的测速方法

针对在静止背景中运动的目标对所拍摄图像造成的局部运动模糊,建立了运动速度与图像上运动模糊尺度、目标距离以及曝光时间等相机参数间的对应关系,提出了一种局部运动模糊点扩展函数的参数辨识算法.目标运动方向信息由傅里叶频谱和Radon变换得到.当运动模糊方向调整为水平后,经图像分割,改造的Prewitt算子进行边缘检测,二值图像与边缘图像对应区域上各行进行自相关三个步骤,运动尺度由统计信息确定,并在此基础上完成目标速度的测量.实验结果表明,本文算法对形体较为复杂目标的局部运动模糊参数辨识具有良好的效果,实验测得的运动速度与实际平均速度的误差都在7%以内,有利于自动完成,具有较好的实时性.     

气流场ESPI载频条纹图的消噪处理与相位提取方法

为拓展ESPI方法在流动可视化测量技术中的应用,对气流场ESPI载频条纹图进行了傅立叶变换、数字全低通滤波,和傅立叶逆变换的处理以消除散斑噪声,并直接将其替换为原散斑相关条纹图,进而成为保留了流场信息的高对比度、低噪声的灰度条纹图,便于提取原散斑图中流动相位信息。根据模拟数据确定了由这两种条纹图互换所引起的空间相移量和相应流场测量中的修正量。提出了用灰度扫描法对互换后的条纹图进行一维灰度扫描,由灰度计算得出气流扰动的一维相位差分布和流场一维温度分布;同时也用FTP法对该图进行了二维相位展开和温度分布计算,亦可对多帧条纹图进行时间轴上的逐点相位提取以计算其他流场参数。结果表明,计算数据与实测符合,方法简单易行,为在气流场参数测量中应用动态ESPI方法提供了一种实用有效的方法。     

集成模糊特征的Snakes模型分割图像纹理

对纹理图像进行局部一维离散傅里叶变换,把傅里叶变换能反映图像纹理的高频部分的振幅谱作为纹理的特征向量.利用模糊概念定义模糊特征向量,把模糊特征向量集成到Snakes模型.改进的Snakes模型使活动轮廓曲线在曲线内部力场、图像梯度力场和特征向量对区域的模糊隶属度确定大小的曲线法向力场的共同作用下运动.对纹理实验图像和真实图像的进行了分割实验,实验结果说明新的模型能对图像纹理进行有效的分割,模糊特征的融入扩大了Snakes模型分割图像的范围.     

基于振动监测工业机组状态的方法

工业机组通常体积大,结构较复杂,价格高,处在生产线的关键环节,发现问题和检修较困难,以振动监测为基础的设备状态监测,通过采集机组关键环节的振动值,对时域波形进行傅里叶变换转换为波形频谱图,通过分析设备的运行频谱,可以预知设备可能存在的故障和对故障发生的可能进行预判,从而为生产安排和检修提供参考依据,进而推动生产效率的提高。     

基于面域功率谱密度的金刚石车削相对振动辨识

在金刚石车削中,刀具与工件之间的相对振动会在加工表面上生成具有某种规律性的特征,并恶化表面质量.本文仿真了振动影响下的金刚石端面车削表面的成型,并研究了刀具与工件之间的相对振动对表面形貌的影响.传统的二维轮廓方法并不适用于整个表面特征的分析,只能采用径向、周向和进给螺旋方向的轮廓进行联合分析.采用由二维快速傅里叶变换推导得到的面域功率谱密度函数可以一次性描述加工表面的形貌,并依此形成了一种根据表面数据分析辨识刀具与工件之间相对振动的系统方法,拓展了面域方法在加工表面分析上的应用.最后,通过金刚石实际车削表面的分析验证了该方法的有效性.     

基于二维视觉的管道振动监测方法

为实现管道振动的在线监测,提出一种基于二维视觉相机的管道振动测量系统。通过二维视觉相机对管道表面的人工预制条纹图案进行实时采集,再采用所提出的图像处理算法对条纹图像进行处理,提取管道径向二维振动信息,从而实现管道振动的监测与分析。通过SOLIDWORKS运动仿真和成像模块建立管道的视觉测量模型,模拟4种不同振幅和频率的管道振动,并通过仿真成像条纹序列得到各振动模式下的振动信号,验证了所提出方法的可行性与准确性。最后与基于电涡流传感器的测量方法进行对比实验,结果表明所提出方法可实现管道径向二维振动的同步测量。     

基于DTFT的一种低频振动信号相位差测量新方法

现有基于DFT频谱分析的相位差测量方法在测量低频振动信号的相位差时，精度明显下降，甚至无法测量，其主要原因之一是忽略了频谱中的负频率成分贡献。基于离散时问傅里叶变换（DTFT），提出了一种计及负频率影响的低频振动信号相位差测量方法，分别给出了加矩形窗和加汉宁窗对应的相位差计算公式。仿真及实测结果表明，在无噪声背景下，该方法具有很高的精度，误差接近双精度运算的下限；在噪声背景下，其测量精度仍高于传统的DFT频谱分析方法。提出的测量方案简单实用，特别适用于频率很低或接近奈奎斯特频率的振动信号的相位差测量。     

一种基于FCM的图像分割方法

提出一种新的图像分割方法 FWFCM(fast walvet fuzzy C-means method),该方法对图像像素点的灰度进行模糊隶属度的分析,将需要聚类的像素空间投影到灰度直方图空间,从而减少了经典FCM算法的迭代计算量,提高了算法的收敛速度;并且利用小波变换的多分辨率的分析,抑制噪声点对图像分割的影响,提高了图像分割的精度.     

精密直线运动平台的振动测试与分析

精密直线运动平台在宏微双驱动纳米定位系统中作为宏动台,用于实现大行程工作范围,解析其全工作行程上的振动特征。是微动台实现二级补偿运动的基础．通过构建以Labview软件为核心的虚拟仪器振动测试系统,采用小波变换方法对平台全工作行程运动过程中的振动测试数据进行分析,并与傅里叶变换分析方法进行了比较．由分析结果可知。两种分析方法得出了一致的结论,但小波变换分析方法可得到平台各个精确位置上的振动特性数据．实验证明,将其作为确定控制参数的依据,能改善平台的运动控制性能．     

振动调频信号的循环平稳解调原理与实现方法

含有齿轮、滚动轴承等零部件的机械故障振动信号中，有一类信号称为频率调制信号（或称调相信号）。运用循环平稳分析理论，推导调频信号的循环自相关函数结果，并从理论上推导和分析了运用平方解调（或广义检波滤波解调）的方法实现对循环自相关函数的低频切片函数和高频切片函数进行解调的原理和方法，仿真验证理论推导正确，解调效果很好。最后通过对齿轮箱实测故障信号进行分析，验证该方法有很好的解调效果。     

车轨桥中高频耦合振动分析的功率流方法及模型

轮轨滚动激励引起的桥梁振动响应和输入功率是计算桥梁结构辐射噪声的重要参数。时域车轨桥耦合振动分析常用于低频振动分析,但在中高频分析时效率较低。为此,提出一种基于力法原理的频域功率流方法解决这一问题。采用无限长Euler梁或Timoshenko梁建立钢轨部件,采用无限大Kirchhoff板、Mindlin板或有限元模型建立桥梁部件,采用弹簧元件模拟钢轨与桥梁之间的连接扣件,并以弹簧力为未知量建立力法基本方程。对比计算了不同轨桥模型对U梁和箱梁桥振动功率的影响。结果表明：U梁桥面板的剪切效应对桥梁振动功率计算结果影响很大,采用传统的无限大Kirchhoff板模型将导致功率级计算误差达到15 dB,而采用Mindlin板模型可获得良好的计算精度与效率。相对于箱梁实体有限元模型而言,采用Mindlin板模型的误差仍然较大。     

基于数字图像相关技术的砂土全场变形测量及其DEM数值模拟

岩土材料在力学性能上表现出各向异性与非线性特征,不同土体的受力变形规律也不相同。为了更真实地反映平面应变状态下土的受力变形特性,研制了一种新型的平面应变加载设备,该设备通过对试样的侧向（围压方向上）施加柔性荷载来降低常规平面应变试验中刚性加载所造成的边界约束影响。同时,搭建了能够得到表面变形识别的数字图像采集系统。在此基础上,利用研制的平面应变设备结合二维数字图像相关技术（2D-DIC）根据获得试验过程中的全场变形来分析福建标准砂在不同围压下的变形特性。另外,通过数字图像相关法得到的平面应变试验结果来确定砂土基于抗滚动摩擦模型的细观参数,并对试验过程进行了离散元分析。结果表明：基于数字图像相关测量技术的新型平面应变试验设备可以准确获得福建标准砂的局部变形规律和变形过程的非线性行为,由此确定的砂土细观参数也能够较为真实地反映试验材料的应力-应变关系。     

高频脉冲管制冷机交变蓄冷器流动阻力特性实验研究——第二部分：实验装置和数据处理系统

鉴于目前高频脉冲管制冷机中蓄冷器交变流动阻力特性的设计数据十分缺乏,作者建立高频脉冲管制冷机蓄冷器的稳定流动和交变流动动态参数测量实验台,介绍了实验系统的组成、测试装置和数据采集与处理方法.实验台采用测控领域广为流行的LabVIEW图形化开发平台,将实验段两端的动态压力、流速数据等通过采集系统,送入计算机进行数据处理,并实时绘制图形曲线.通过测量蓄冷器两端的动态压力、流速,得到高频(30～60 Hz)交变流动情况下动态压力与质量流量之间振幅和相位关系,从而得到所测蓄冷器的交变流动阻力特性.