高速列车转向架振动信号多重分形特征提取与故障诊断

高速列车转向架关键部件故障会引起列车在运行过程中的振动异常,严重时危机运行安全。为了及时发现转向架故障,提出了一种转向架多重分形联合特征的提取方案,用转向架振动信号的多重分形谱宽、分形维数差、多重分形谱熵、广义维数谱距和广义维数谱均值作为联合特征向量,识别转向架不同状态,从而实现转向架故障诊断。实验表明,转向架监测信号的联合特征向量能够准确识别出列车故障状态,识别率高达92％以上。     

基于多重分形与SVM的异步电动机轴承故障诊断

针对异步电动机轴承的故障诊断问题,提出一种基于多重分形与支持向量机(SVM,support vector machine)相结合的故障诊断方法.根据轴承振动信号的非线性、非平稳特性,利用多重分形方法对信号进行分析.计算广义维数、极大值、谱宽度、偏斜度等参数,将其作为故障特征向量输入SVM中.利用凯斯西储大学的实验数据对诊断方法进行验证,将获得的多重分形参数输入二叉树SVM完成故障的模式识别.结果表明多重分形与二叉树SVM相结合的诊断方法可行性好,诊断精度高.     

基于广义多重分形维数算法的汽车变速箱故障诊断研究

提出了一种基于扩展广义多重分形维数算法的汽车变速箱故障诊断方法。该算法是基于传统的G-P关联维数算法扩展而形成的,通过该算法对变速箱上采集的不同工作状态下的振动信号进行处理,提取变速箱齿轮的振动信号的分数维,观察及分析分形维数与变速箱齿轮的磨损规律的关系,发现其反映变速箱齿轮的真实运行状态,故可以此作为齿轮磨损预测和诊断的有效依据。     

多重分形的振动信号故障特征提取方法研究*

针对非线性振动信号故障特征提取困难的问题,提出一种广义维数均值(MeanDq)联合多重分形谱参数(^a和^f)的特征提取方法。首先分析了振动信号的多重分形特性,然后计算出MeanDq、^a和^f作为故障特征量,并将其应用于滚动轴承故障状态的检测。研究表明：MeanDq、^a和^f能够有效的反映滚动轴承振动信号的状态,并且特征量MeanDq和^a较^f具有更好的灵敏度。实践证明该方法在实际应用中切实可行。     

多重分形分析在肌电信号识别中的应用

针对表面肌电信号的非线性特征,目前的分析方法有非线性动力学的复杂度及分形维数等,但是单重分形只能反映信号的整体特征,缺乏时局部奇异性的刻画.本文采用多重分形来分析表面肌电信号,结合灰色关联度对四种前臂动作进行分类识别,取得了较好的识别效果.结果表明:广义维数谱可以作为一种新的肌电信号特征来描述肌电信号的复杂性,为表面肌电信号的识别提供了一种新的思路.     

雷达辐射源信号的多重分形特性研究

分形维数可以描述信号的复杂程度.但是单个分形维数描述信号是不够的,故对不同调制雷达辐射源信号的多重分形特性进行研究.通过仿真六种常见脉内调制雷达辐射源信号,并计算它们在不同情况下的多重分形广义维数,结果发现多重分形广义维数时噪声不敏感,同时,同一种调制方式下调制参数对广义维数的影响也不大.因此.多重分形广义维数可以作为雷达辐射源信号脉内调制方式识别的分类特征.     

非线性模拟电路故障诊断的MF-DFA方法

针对非线性模拟电路故障的复杂性和非线性,提出一种基于多重分形消除趋势波动分析和支持向量机的故障诊断方法.应用多重分形消除趋势波动分析方法处理信号,提取能够精细表征信号能量分布的奇异状况和几何特征分布概率的多重分形特征;将提取的多重分形特征作为支持向量机的输入样本,利用支持向量机的分类功能对电路工作模式作出故障决策.通过对Duffing混沌电路的模拟仿真实验,证明了该方法的有效性.     

基于分形维的语音去噪与音节分割

为提高现有小波去噪法的处理效果,准确有效判断出连续语音中各个音节的起止点,提出了基于分形理论的算法。该算法首先利用分形维与小波变换相结合的动态阈值算法进行语音去噪,从而提取出尽可能纯净的语音信号;在此基础上,计算分形维轨线,根据其均值对音节分割点进行判定。实验结果表明,该算法较好地实现了语音去噪和音节分割,鲁棒性较好,使得系统在低信噪比情况下仍保持较高准确率,在语音识别方面有较好应用前景。     

基于多尺度多重分形法的煤岩破坏电位信号特征研究

煤岩变形破坏诱发的表面电位信号包含损伤演化的关键信息,在煤岩动力灾害监测领域得到广泛研究,但大多是在单一时间维度对电位时序信号的波动特征进行研究,对时序信号的非线性、多尺度特征变化规律缺乏深入研究。针对该问题,搭建了煤岩破坏电位监测系统,同步测试了原煤和辉长岩2种试样的电位时序信号,并通过多尺度多重分形（MMA）法,深入研究了多尺度下的电位信号非线性特征,得到了电位时序信号的奇异性指数、奇异维数、局部赫斯特指数等参数,并采用L2范数对赫斯特曲面予以量化。实验结果表明：原煤和辉长岩的总体电位信号都呈现出多尺度多重分形特征,且裂纹萌生前后的电位多重分形图谱呈现一定差异性;相较于辉长岩,煤样在加载前后阶段不同位置处电位信号的奇异性指数差异Δα正负趋势呈现不同特征,表明了煤样具有更强的非线性演化特征;多尺度下局部赫斯特指数的L2范数更好地体现出试样不同通道电位信号间的长程相关性,并能够量化试样电位时序信号的非线性演化特征,进而实现煤岩失稳破坏预测。     

数字分形图像分形维数计算

针对数字图像分形维数计算准确度较低问题,为提高图像精确性,消除噪声,设计了基于图像处理和分形维数计算的一体化系统.对具有分形特征的数字图像进行了灰度转换、去噪、阈值分割和轮廓提取处理,得到二值轮廓数字图像;利用计盒维数算法,统计一系列不同像素边长的正方形覆盖二值轮廓数字图像,根据像素数量和正方形个数之间的关系,确定数字图像的分形维数.结果表明,对分形图像的处理简单、方便,通过对kochsnow曲线、Sierpinski垫片等有规则分形图像分形维数的仿真计算,验证了方法的准确性、可靠性和简便性,能为数字图像分形维数的计算提供可靠工具.