时频非平稳地震动模型及结构随机振动应用

地震动具有显著的时域和频域非平稳性,传统的均匀调制地震动模型不能充分表征时频两域的非平稳性,并影响结构随机振动分析的精准度。为了克服上述不足,建立由多峰平滑包络和非平稳噪声信号点乘而成的非均匀调制地震动模型,该模型能够在时域上充分反映地震动的波动和衰减特性,同时其频谱特征也与真实信号相接近。在此基础上,建立同时以时间和频率为变量的非平稳地震动演变谱随机模型。分析结果表明,以上两种模型在时域和频域的合成精度上均优于均匀调制模型。针对以上地震动随机模型的形式和特点,对传统结构随机振动响应求解方法进行改进。通过算例证明,按照均匀调制模型计算结构随机响应不能充分获得结构时频域的非平稳特性且结果偏于不安全,而利用两种改进模型可以获得更精确的结构响应概率特征和更细致的非平稳性演变过程。     

履带变构式轮履复合爬楼轮椅爬楼平稳性分析

对一种基于大轮摆动的履带变构式轮履复合爬楼轮椅的爬楼平稳性进行分析。针对均匀楼梯上的爬楼过程进行数学建模,分析在爬楼过程中爬楼轮椅和人体整体的重心相对支撑台阶沿的位置关系,得出了满足平稳性要求的参数关系式,并给出了平稳性裕度的概念和计算方法,计算出常见楼梯范围内前平稳性裕度以及后平稳性裕度的最小值。针对某一台阶突高、突低、突宽或突窄四种形式的不均匀楼梯上的爬楼过程分别进行建模分析,得出了满足非均匀楼梯爬楼最平稳的平稳性要求的参数关系式,给出了验证某一楼梯参数能否满足非均匀楼梯平稳性要求的方法。进行了样机试验,进一步验证了该爬楼轮椅在常见台阶尺寸楼梯上的平稳性和非均匀楼梯上平稳性的预判方法可行。     

三轴机械转台测角系统误差的非平稳性分析

介绍了循环平稳信号的理论及其自相关函数和谱特性,论述了如何在信号处理中对信号进行循环自相关函数分析来判别信号的循环平稳性。由于感应同步器存在加工工艺误差以及安装上的误差,导致了转台测角系统误差,对误差信号的二阶统计量进行分析证明它为非平稳信号,为小波重构测角系统误差提供了理论依据。采用db3小波对测角系统误差信号进行分解与重构,重构标准差小于测角系统精度,重构信号满足精度要求,可以用重构信号代替原误差信号进行计算机误差补偿。     

基于时频分析的机械设备非平稳信号盲分离

针对传统的机械故障源分离方法忽略信号非平稳性的不足,结合时频分析和盲源分离的各自优点,提出一种基于时频分析的机械设备非平稳信号的盲分离方法,并与传统的机械故障源分离方法进行对比.实验结果表明,对于机械设备非平稳混迭信号,必须充分利用信号的非平稳性,才能达到很好的分离效果.文中的研究为机械设备非平稳混迭信号的分离提供一种新方法.     

非平稳工况下振动信号数字积分方法优化

针对风电机组塔架振动信号存在的非平稳特征,为了能依据塔架振动信号得到准确的塔架相对位移数据,提出了基于Ho?drick-Prescott算法的时域积分优化方法,并进行了基于风电机组设计仿真软件Bladed的数据分析和工程实际数据的验证.研究表明,基于傅里叶变换的频域积分不能提供准确相位,不适用于该非平稳工况;而相比采用多项式去趋势的时域积分,因其消除了高噪声产生的低频摆动趋势,其平方和误差指标可达3％～8％,适用于风电机组塔架结构系统的分析和诊断.     

非平稳工况下振动信号数字积分方法优化

针对风电机组塔架振动信号存在的非平稳特征,为了能依据塔架振动信号得到准确的塔架相对位移数据,提出了基于Ho?drick-Prescott算法的时域积分优化方法,并进行了基于风电机组设计仿真软件Bladed的数据分析和工程实际数据的验证.研究表明,基于傅里叶变换的频域积分不能提供准确相位,不适用于该非平稳工况;而相比采用多项式去趋势的时域积分,因其消除了高噪声产生的低频摆动趋势,其平方和误差指标可达3％～8％,适用于风电机组塔架结构系统的分析和诊断.     

非平稳工况下振动信号数字积分方法优化

针对风电机组塔架振动信号存在的非平稳特征,为了能依据塔架振动信号得到准确的塔架相对位移数据,提出了基于Ho?drick-Prescott算法的时域积分优化方法,并进行了基于风电机组设计仿真软件Bladed的数据分析和工程实际数据的验证.研究表明,基于傅里叶变换的频域积分不能提供准确相位,不适用于该非平稳工况;而相比采用多项式去趋势的时域积分,因其消除了高噪声产生的低频摆动趋势,其平方和误差指标可达3％～8％,适用于风电机组塔架结构系统的分析和诊断.     

三轴机械转台测角系统误差的非平衡性分析

介绍了循环平稳信号的理论及其自相关函数和谱特性，论述了如何在信号处理中对信号进行循环自相关函数分析来判别信号的循环平稳性。由于感应同步器存在加工工艺误差以及安装上的误差，导致了转台测角系统误差，对误差信号的二阶统计量进行分析证明它为非平衡信号，为小波重构测角系统误差提供了理论依据。采用db3小波对测角系统误差信号进行分解与重构，重构标准差小于测角系统精度，重构信号满足精度要求，可以用重构信号代替原误差信号进行计算机误差补偿。     

基于Chirplet变换的水轮机非平稳振动信号分析

首先应用调制移频和多采样率转换技术对水轮机过渡过程中的非平稳振动信号进行预处理,然后应用基于Chirplet的自适应信号分解方法和自适应Gauss Chirplet谱图对其进行时频分析。针对旋转机械的振动特点,改进了自适应Chirplet信号分解过程中Chirplet参数优化计算方法。分析结果与其他时频分析方法的对比表明：自适应Gauss Chirplet谱图时频分辨率高,而且没有交叉项干扰,适合于分析非平稳机械振动信号。     

基于时变多变量Prony法的时变振动系统模态参数辨识

在经典的Prony法理论的基础上,提出了可以同时处理多维非平稳信号的时变多变量Prony法,并将其应用于时变多自由度振动系统的模态参数辨识。对传统的递推最小二乘算法加以改进,解决了时变多变量参数模型中时变参数矩阵估计的难题。对时变平面两杆操作臂系统进行仿真和分析,得出了较满意的结果。证明该算法在时变结构模态参数辨识方面,具有有效、准确的计算能力和较强的过程跟踪能力。     

火药的粘聚力对雷管壳体塑性失稳的影响

文中采用有限元结构分析软件包ANSYS,对某型雷管的压药进程中壳体的弹塑性大变形力学行为、塑性失稳现象的研究方法进行了数值仿真计算。分析了工程中火药的粘聚力对雷管壳“挤鼓”的塑性失稳现象的影响,引出了有益的体验和结论。     

Comparison of acoustic-emission tomography images to an etalon

Criteria for comparing images of acoustic-emission tomography to an etalon via numerical simulation are tested. The results of approbation of metric and correlation criteria for comparing images and the signal-to-noise ratio for 3D inhomogeneities of sinusoidal and gaussoid types are presented. The pixel-by-pixel absolute and relative differences between images are efficient for obtaining the spatial distribution of differences between images and are quite sensitive to the inhomogeneity parameters and the data-collection and tomographic-reconstruction schemes. The comparison of the reconstructed images to a gaussoid-type etalon has shown that the image-correlation coefficient and the signal-to-noise ratio are quite sensitive to the inhomogeneity parameters and the data-collection and tomographic-reconstruction schemes. The integral metric criteria (the mean absolute and rms deviations) are almost insensitive to these parameters. The comparison of the reconstructed images to a sinusoidal etalon characterized by a large constant component has shown that the metric criteria and the centered-data correlation coefficient are sensitive to changes in the inhomogeneity parameters and the data-collection and tomographic-reconstruction schemes.     

A new approach for semiconductor parameter extraction using cathodoluminescence and artificial neural networks

In this paper, a new parameter extraction technique that jointly extracts four semiconductor-related parameters from theoretical/experimental cathodoluminescence data collected as a function of electron-beam energy is presented. The extraction technique is based on feed-forward artificial neural networks (ANN) where the ANN is trained to learn the inherent relationship between the input parameters (absorption coefficient α, diffusion length L, dead layer thickness Zt, and relative quantum efficiency Q) and the output parameter (CL intensity versus electron beam energy). After the training of the ANN, it is possible to observe the reverse process and extract the four parameters from any CL curve using an exhaustive search method. One of the main advantages of the proposed method is that the optimum set of values for the four parameters (α, L, Zt, Q) are obtained because the exhaustive search is performed in the search space spanned by all four parameters. Computational results on an n-type GaAs free defect semiconductor sample show that a unique set of parameter values with errors less than 5.5% from the nominal values can be obtained for each set of the experimental data points using the proposed algorithm.     

多维关联函数建模及其低碳实例检索应用

针对低碳设计多维度实例检索建模及其降维计算问题,提出了一种多维关联函数建模及其检索应用方法。首先,通过变斜率原理改进侧距,构建了基于改进侧距的多维侧距模型。然后,针对侧距难以准确描述设计参数与最优值之间距离的问题,建立了多维关联函数及其三层次的低碳实例检索方法。最后以螺杆空压机为例进行了验证,结果表明了改进侧距的正确性和有效性、多维关联函数降维计算的快速性与有效性,以及低碳实例检索的合理性与实例间的差异性。     

重整汽油在线拉曼分析系统开发与工业应用

针对催化重整装置的优化需要,研制开发了一套新的在线拉曼分析系统。系统硬件由采样单元、分析主机以及连接两者的远距离光纤构成;系统软件包括光谱获取、非线性模型计算和数据通信等部分。该系统已应用于某一工业重整装置,以实现对重整汽油研究法辛烷值(RON)与其他关键参数的在线分析。通过连续九个月的现场运行表明系统运行良好,包括RON在内的分析数据可以快速反映重整反应器温度和其他操作条件的变化。RON在线分析的重复性误差为0.015个辛烷值;非线性模型预测复相关系数为0.990 9,标准预测误差为0.31个辛烷值,平均绝对值误差为0.26个辛烷值。运行结果表明:拉曼分析系统可以为工艺装置的操作优化提供准确而重要的检测参数。     

汽车液压减振器抗异响稳健性设计

通过减振器台架试验对某双筒液压减振器仿真模型进行了置信度检验。以能表征异响程度的杆端加速度时域峰、谷值绝对值之和为目标函数,基于高精度仿真模型对19个设计参数进行了灵敏度及影响规律分析,在此基础上对灵敏度较大的11个参数进行了稳健设计,得到了信噪比最大、稳健性最好的最优参数组合。应用方差分析区分了设计参数对信噪比的显著程度,进一步调整对信噪比不显著但对目标函数较敏感的参数取值,最后通过台架试验进一步确认了最优方案,为其他类型减振器抗异响设计提供参考。     

用于测量表面粗糙度的漫射反射比光纤传感器

本文介绍了一种用于测量表面粗糙度的漫射反射比光纤传感器，阐述了它的结构、工作原理、实验结果和特点。它能成功地消除待测表面反射率的变化和光源功率不稳定对测量结果的影响。除用于测量表面粗糙度外，还可用来测量微小位移     

基于混沌关联积分的暂态电能质量扰动分类

关联积分曲线基于时间序列重构,能够更全面反映时间序列扰动变化,并且作为扰动识别的特征量,可以避开关联维无标度区间确定这一问题。根据暂态电能质量信号在不同扰动下其关联积分曲线所呈现出的特有形态特征,将关联积分曲线作为扰动识别的特征量。不同扰动信号的关联积分曲线区别较大,直观明了。该方法操作简单方便,可以省去烦琐的数值分析,且具有较高的精确度和实用性。对几种典型的暂态扰动信号进行识别和分类,仿真结果证明了其有效性和优越性。     

时间序列均值和方差函数的确定方法

发现并提出一个重要定理：时间序列的方差与该序列的差分绝对值序列的趋势项具有相同的函数形式。在此基础上,建立一种确定该差分绝对值序列趋势项的方法,该方法首先采用样本周期图和多点平均对趋势项中的周期项和非周期项进行分离,分别求得其函数表达式,然后再综合得到整个趋势项函数,进而求得原时间序列的方差函数形式,其中待定参数可根据相关系数平稳序列理论求得。该方法也可用于确定时间序列的均值函数(趋势项)。     

Accuracy of Taylor length scale measurements by two-point laser Doppler velocimetry: a theoretical study

The accuracy of the measurement of the Taylor length scale by two-point laser Doppler velocimetry is mainly determined by the probe volume length and the portion of the correlation curve used to fit a matching parabola. The importance of these parameters is investigated theoretically using simulated correlations. Several models are used to characterise the true autocorrelation of the fluctuating velocity. It appears clearly that the probe volume length has no significant effect on the measured integral scale however it has an important effect on the Taylor scale. The results reveal also that the relative uncertainty on the Taylor scale is governed not only by the probe volume length and the procedure of the data processing but also by the ratio of the integral to the Taylor scales, that is to say, by the Reynolds number.