李雅普指数在轴承故障诊断中的应用研究

研究铁路货车轴承的非线性特性,针对轴承的不同状态,对测量的时间序列计算其最大李雅普诺夫指数,结果表明:不同故障状态下的最大李雅普诺夫指数不同,因此可以把最大李雅普诺夫指数作为判别轴承故障的特征量。     

基于Lyapunov指数能谱分布的转子-机匣系统故障诊断研究

提出了基于Lyapunov指数能谱分布的航空发动机转子-机匣系统故障诊断新方法.基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,计算得到了某型航空发动机不同故障状态下机匣实测振动信号时间序列的Lyapunov指数谱;提出并定义了Lyapunov指数能、Lyapunov指数能谱、Lyapunov指数能谱分布的概念,获得了某型航空发动机在不同故障状态下的机匣实测振动信号时间序列的Lyapunov指数能谱及其分布,并基于此Lyapunov指数能谱分布对航空发动机转子-机匣系统进行了故障诊断和状态识别.研究结果表明:航空发动机机匣振动时间序列在不同状态下具有不同的Lyapunov指数能谱及其分布,即可以Lyapunov指数能谱及其分布作为识别其状态的特征量,为航空发动机转子-机匣系统的故障诊断和状态监控提供了新的可靠的方法.     

基于Lyapunov指数谱的转子-机匣系统故障诊断研究

发展了基于Lyapunov指数谱的航空发动机转子-机匣系统故障诊断方法。基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了系统不同状态的Lyapunov指数谱;基于Lyapunov指数谱,应用最大Lyapunov指数和Lyapunov指数谱图对航空发动机转子-机匣系统进行了故障诊断。研究结果表明:航空发动机机匣振动时间序列在不同状态下具有不同的Lyapunov指数谱,即可以Lyapunov指数谱作为故障诊断的特征量。     

线性周期时变振动系统的稳定性分析

通过李雅普诺夫变换，对线性周期变系数振动系统的稳定性进行了定性的讨论。基于Floqent理论，分析了线性周期变系数振动系统的临界速度和低阶临界速度。同时，通过求解一个周期段上的区间状态转移矩阵的特征值，从而求解线性周期时变系统的特征指数，可判断系统的稳定性。     

电动汽车混沌振动信号的小波神经网络预测EI北大核心CSCD

对某款电动汽车进行了实车试验,研究电动汽车的混沌动力学特性,并建立了小波神经网络预测模型对混沌时间序列进行预测。在中等比利时路面上对电动汽车进行实车试验,得到右前轮心垂向和电池底部中心垂向的振动加速度信号。对采集到的信号进行时频分析,计算得到三维相图和庞加莱截面,利用互信息法计算时间延迟,Cao法计算嵌入维,并利用Wolf方法计算得到最大李雅普诺夫指数,发现振动加速度信号存在混沌运动。利用小波神经网络对右前轮心垂向的混沌时间序列进行预测,表明利用小波神经网络对混沌时间序列进行预测能取得较好的预测效果。     

电动汽车混沌振动信号的小波神经网络预测

对某款电动汽车进行了实车试验,研究电动汽车的混沌动力学特性,并建立了小波神经网络预测模型对混沌时间序列进行预测。在中等比利时路面上对电动汽车进行实车试验,得到右前轮心垂向和电池底部中心垂向的振动加速度信号。对采集到的信号进行时频分析,计算得到三维相图和庞加莱截面,利用互信息法计算时间延迟,Cao法计算嵌入维,并利用Wolf方法计算得到最大李雅普诺夫指数,发现振动加速度信号存在混沌运动。利用小波神经网络对右前轮心垂向的混沌时间序列进行预测,表明利用小波神经网络对混沌时间序列进行预测能取得较好的预测效果。     

基于浑沌特征的柴油机状态振动监测

利用系统动力学行为的浑沌特征描述方法,即准相图、Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面、Ｋｏｌｍｏｇｒｏｖ熵、关联维Ｄ２和最大李指数λｍａｘ通过一组柴油机机身振动信号的时间序列,对活塞－缸套磨损故障和活塞环胶结故障进行了辨识。     

切削振动加速度时间历程演化过程的动力学特征

取自刀架的振动加速度时间历程被分为三大部分：无颤振切削状态,过渡切削状态和颤振状态。这里分别从热力学角度和几何角度描述了切削系统的动力学行为,给出了与无颤振切削状态和颤振状态相对应的振动加速度时间序列的概率密度分布和三维重构吸引子。并计算了各阶段的Lyapunov 指数和 Kolmogrov 熵。同时绘制并讨论了Lyapunov 指数和 Kolmogrov 熵与切削加工参数的关系曲线。研究表明： Lyapunov 指数和 Kolmogrov 熵与切削加工参数的关系曲线变化趋势相同,看起来象稳定阈图,这些曲线对切削加工参数的选择具有指导作用。并且,当切削状态从无颤振状态过渡到颤振状态时,Lyapunov 指数和 Kolmogrov 熵将随振动幅值的增大而增大。     

基于拉格朗日方法的非定常空化流动研究

采用基于拉格朗日体系的有限时间李雅普诺夫指数、拉格朗日拟序结构和粒子追踪方法对绕水翼典型非定常云状空化流场进行研究。采用计算流体动力学方法获得空化流场数据数值,湍流模型采用经典大涡模拟方法,空化相变过程采用基于相间质量传输的Zwart模型进行处理。根据有限时间李雅普诺夫指数分布在空化核心区域定义了前缘拟序结构和尾缘拟序结构。在不同的空化发展阶段,两种拟序结构相互作用并呈现不同的分布规律,揭示不同空化发展阶段的典型流场结构。     

Lyapunov指数在异步电动机机械振动识别中的应用

基于非线性动力学理论,研究异步电动机振动信号的Lyapunov指数特征,并应用于故障诊断和识别。首先,搭建试验平台,并模拟异步电动机正常工作、转子不对中和底座安装不良的三种转动状态。分析电动机三种振动信号的波形,并进行去噪和预处理。然后,基于BBA算法计算振动信号在不同工作状态下的Lyapunov指数谱,选取最大Lyapunov指数作为特征用于识别异步电动机的机械振动;最后,为了对该分析方法的有效性及抗干扰性进行验证,引入了随机噪声,分析所提出算法在不同参数下的受噪声的影响水平。研究结果显示,异步电动机在正常运行时,其最大Lyapunov指数值在0.3～0.7;安装不良时其最大Lyapunov指数值在0～0.3,表明这两种工作状态下电动机振动信号序列出自于一个混沌过程;在电动机处于转子不对中状态时,其最大Lyapunov指数值近似为零,表明其振动序列中基本不存在混沌属性。在该研究结果的基础上,配合特征融合与机器学习分类算法,将有效提高异步电动机机械振动识别的准确率和效率。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.