旋转机械阶比分析技术中阶比采样实现方式的研究

阶比分析的关键是实现对旋转机械振动信号的等角度采样。在分析国内外阶比分析技术中阶比采样实现方式的基础上，在阶比分析中引入瞬时频率理论，提出了基于瞬时频率估计的阶比跟踪方法，研制出了虚拟式旋转机械特征分析仪。该方法避免了现有技术中需要使用价格比较昂贵的专用附加硬件和受现场安装条件制约的问题，有利于阶比分析的广泛应用。     

基于等角度重采样的非稳态振动数据分析方法研究

在俯冲拉起、地面开车发动机不同状态之间切换等某些特殊状态下,直升机动部件的旋转频率是个变化量,采用傅立叶变换或者傅立叶级数展开算法进行频谱计算,得到的是对应数据的均值,由于频率在时刻变化,所得结果并不能真实反应这一过程中的振动量值。为解决这一问题,本文以旋翼转速为基准,引入等角度重采样方法对振动数据进行阶比分析,得到了不同阶次频率的真实振动量值,为特殊状态下的振动数据分析提供一种分析手段。     

基于阶比复杂度的滚动轴承早期故障诊断

针对传统阶比频率分析不能有效提取滚动轴承早期故障的不足,提出一种将阶比分析、复杂度分析相结合的故障诊断新方法。通过转速传感器和振动传感器同步采集轴承的信号,运用计算阶比跟踪实现了轴承时变振动信号的等角度重采样,再计算经过重采样处理后的角域信号复杂度,将其作为故障识别的依据。最后,通过轴承实测数据的诊断与对比试验验证了该方法的正确性。     

阶比分析技术的发展应用与展望

介绍阶比分析技术的有关概念和实现旋转机械阶比分析的技术发展,以及基于转速计及跟踪滤波器的阶比分析技术、基于转速计信号的计算阶比跟踪技术和无转速计计算阶比跟踪技术.对阶比分析技术的应用进行了介绍.     

基于瞬时频率估计的旋转机械阶比跟踪

提出了基于瞬时频率估计(Instantaneous frequency estimation,IFE)实现旋转机械阶比跟踪的新方法,其优点是简化了阶比分析对硬件的要求,用软件的方法实现了阶比跟踪,仿真与实际测试试验验证了本方法的正确性。本方法实现了旋转机械非平稳振动信号中参考轴瞬时转速的跟踪、估计算法,为阶比分析的实际应用提供了一种新方法,是对原有阶比跟踪技术的有力补充,特别适合于虚拟仪器发展的要求。     

基于阶比跟踪的带钢冷轧过程轧辊偏心信号分析

针对板带轧制厚度控制过程中轧辊偏心扰动难以在线测量和准确表达问题,提出新的系统解决方法。根据板带轧制原理,建立轧辊偏心在线软测量模型,通过采集得到的压下缸位移、轧制力、出口板厚等数据对轧制过程中的轧辊偏心信号进行计算,从而解决轧辊偏心难以在线测量的问题。为解决轧制过程速度变化带来的偏心信号频率和周期的变化问题,在轧辊偏心分析中,引入阶比跟踪技术计算角域等角度采样时标,通过拉格朗日插值计算实现角域重采样,把轧制过程数据的时间序列转化为轧辊转动等角度采样的角域序列。同时,通过厚度信号的角域平移,解决由板厚信号滞后带来的数据不匹配问题。利用小波滤波、相干时间平均法实现依据带钢冷轧过程数据进行轧辊角域偏心波形的分析和提取,为实现轧辊偏心的有效补偿打下基础。     

基于阶比分析的机动车变速箱齿轮故障检测方法研究

变速箱是机动车传动系统的主要组成部分之一,变速箱齿轮的正常运行对汽车传动系统起着非常重要的作用。因此,对变速箱齿轮故障进行检测非常重要。本文对基于阶比分析的机动车变速箱齿轮故障检测方法进行研究。首先对机动车变速箱齿轮运行信号进行采集,然后对基于阶比分析的机动车变速箱信号特征进行提取,其中包括基于阶比分析检测齿轮齿形误差和齿轮是否磨损均匀,最后进行机动车变速箱齿轮故障检测对比实验,对实验准备以及结果进行分析说明。通过实验验证,该方法检测可靠性较高,具有比较明显的实际应用效果。     

基于Viterbi算法的Gabor阶比跟踪技术

结合旋转机械启停阶段振动信号的特点,提出一种基于Viterbi算法的Gabor阶比跟踪(Gabor order tracking based on Viterbi,V_GOT)算法,此算法采用Viterbi算法代替了传统的Gabor阶比跟踪(Gabor order tracking,GOT)算法中的时频滤波技术.V_GOT算法和传统的GOT算法相比,其能够对复杂机械振动信号产生的邻近阶比和交叉阶比分量进行有效的跟踪和分离,并且具有计算量小、精度高、无需转速计等硬件和用纯软件的方法实现等优点.详细讨论了V_GOT技术的基本原理、算法及进行阶比跟踪的实现过程,另外,对偶函数对Gahor阶比跟踪结果的影响进行了深入的研究.采用仿真和实际试验对V GOT算法进行了验证,试验结果表明该方法能够在时频域准确地提取幅值和复杂频率变化的阶比,适合于复杂旋转机械振动响应特征提取.     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的齿轮故障信号阶比分析

针对变转速齿轮箱故障振动信号调制边频带难以识别的问题,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的阶比分析方法.该方法先采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法对齿轮箱振动信号进行分解,提取齿轮的啮合分量与调制边频分量,由啮合分量的时频分布曲线得到瞬时转频估计,再基于获得的瞬时转频对啮合分量与调制边频分量之和进行等角度重采样,将非平稳的分量信号转化为平稳信号,对重采样后的信号进行阶比分析,诊断齿轮故障.与传统的直接对齿轮箱故障振动信号进行阶比分析的方法比较,结果表明,提出的基于多尺度线调频基稀疏信号分解的阶比分析方法抗噪性强,调制边频带识别效果好.仿真算例与应用实例验证了本方法的有效性.     

旋转机械阶比分析中的零相位跟踪滤波法

提出了一种用零相位数字滤波实现阶比跟踪滤波的新方法，与传统的以硬件实现的阶比跟踪滤波方法相比，该新方法有无需跟踪滤波硬件、用纯软件的方法实现和对原始采样信号不产生相位移动等优点。详细讨论了这一方法的理论依据和算法，在算法中提出了数据分段重叠滤波方法，有效地抑制了一般分段数字滤波产生的边缘效应。仿真试验和实际测试验证了方法的正确性和有效性。     

车用发电机噪声一致性试验研究

在专用声学实验室,对同一批次的3台发电机进行噪声一致性试验。测试分析表明:发电机总声压级一致性较差,6阶次、12阶次、18阶次噪声一致性较好,36阶次噪声一致性较差;发电机总声压级一致性好坏主要由36阶次噪声一致性决定。该研究确定了发电机噪声一致性的影响因素,为下一步电机降噪指明了方向。     

正交基函数多项式实时拟合 在轴角编码器测速中的应用

提出了一种基于正交基函数的多项式实时拟合方法,并应用于轴角编码器测速,解决了常规算法中拟合多项式阶数大于3阶时法方程组容易出现病态,进而使测速精度降低的问题。光电跟踪测量设备地面目标跟踪实验表明,该算法通过对拟合处理后的角度值进行微分运算得到角速率,能有效地降低编码器角度输出中随机误差对测速的影响。在典型实验条件下,与采用同阶拟合多项式的常规方法进行了比对,前者的测速误差标准偏差为0.01343°/s,后者为0.02815°/s,采用本算法提高了编码器的测速精度,适合在工程上应用。     

非接触式扫描反射镜转角测量系统

为了提高扫描反射镜转角检测系统的测角范围,建立了基于一字线激光器和线阵CCD的高精度非接触式扫描镜角度检测系统。介绍了检测系统的结构和工作原理,该系统根据激光光斑在CCD上的位置计算扫描反射镜的转角,并利用特殊设计的阵列反射镜增大测角范围。为了降低对加工及装调精度的要求,对系统进行了误差分析,给出了采用多项式拟合法进行角度测量的理论依据。讨论了影响系统检测精度的一系列误差源,计算了系统测量的总误差。最后进行了相关的测量实验。实验结果表明：系统的检测系统分辨率为2.5\",测角范围为11°,测角精度可达3\",可以满足扫描反射镜对角度测量系统提出的高精度、非接触、大测角范围的要求。     

基于角域振动信号特征统计量的发动机故障分类方法

为了提高发动机故障分类的准确率和成功率,提出了基于角域信号特征统计量的发动机故障分类方法。包括：利用编码器进行发动机振动信号的等角度采样;采用小波包分析和相关系数法获取发动机角域信号的特征阶次;选取特征阶次信号的能量比、标准差比、谱能量比及谱均值比4组参数作为角域信号特征统计量来提取发动机故障特征;采用支持向量机法对发动机故障进行分类。连杆轴承配合间隙故障的台架试验结果证明:相比于传统的分类方法,该方法明显提高了发动机故障分类的准确率。     

Author’s reply: A comment on the “Robust stability analysis of fractional order interval polynomials”, by Nusret Tan et al.

This author’s reply addresses the comment given in the note mentioned in the title. Theorem 3 given in Tan et al. (2009) [1] uses zero exclusion principle for the stability analysis of Fractional Order Interval Polynomial (FOIP). We show that the constant degree assumption is exist in the definition of zero exclusion principle. Although it has not been clearly stated in Tan et al. (2009) [1] that FOIP of Eq. (1) is a constant degree polynomial, this condition is implicit in the zero exclusion principle. Therefore, Theorem 3 is true under the constant degree assumption which is a requirement for zero exclusion principle.     

深沟球轴承噪声测试分析

通过对深沟球轴承噪声声压级的测试,得出了振动值较大的轴承和有异常声轴承的声压级比精品轴承高,开式轴承的声压级比闭式轴承的声压级高等一些有益的结论,为低噪声深沟球轴承的设计、加工工艺方法的改进、轴承噪声仿真模型验证、噪声与谐波回归分析等研究提供有效依据。     

基于CMOS图像传感器的铣刀侧刃磨损检测误差自补偿方法研究

铣刀广泛用于船舶、医疗等各领域零部件的加工,由于刀具磨损直接影响工件的加工质量和加工效率,因此,针对工件加工过程中立铣刀侧刃的不规则磨损难以精确检测的问题,提出一种自适应拍摄角度的磨损误差补偿方法。通过分析拍摄角度对不同形状磨损域的影响规律,结合刀具结构参数建立刀具磨损量与拍摄角度之间的映射模型,实现因拍摄角度不同而导致的刀具磨损检测误差自动偿算。不同拍摄角度的实验结果表明,磨损检测精度大于95%,验证了磨损检测误差自补偿方法的可行性。该研究方法与思路对后续刀具磨损测量的高精度智能化检测具有借鉴意义。     

航空发动机磨损趋势预测的GM(1,1)模型方法

将灰色预测模型应用于航空发动机滑油光谱分析技术中，对滑油中铁元素浓度值进行了拟合和预测，并且针对及时地进行故障预测的需要，提出了缩短预测期后的一步预测值的确定方法。应用结果表明，本方法是可靠的。