基于分形维理论的铣削振动特性实验研究

铣削加工属复杂非线性过程,其振动特性直接影响加工工件的表面粗糙度.文章以分形维理论为实验理论依据,计算工件振动信号的关联维数和盒维数,研究铣削加工振动特性.实验结果表明,铣削振动是一种混沌运动,振动信号具有分形特征;选择合适嵌入维数计算得出的关联维数反映工件表面粗糙度真实特征,关联维数可以作为检测表面粗糙度的一个特征参量;盒维数分布在很小范围内,表明铣削参数调整对工件振动的高频特性影响不大.     

基于小波系数区域相关性的关联维数在风机故障诊断中的应用

提出用小波系数区域相关性的滤波算法对原始数据进行降噪处理,用关联维数来定量描述风机的工作状态,进而对风机进行故障诊断。计算了风机在不同工作状态下降噪前后振动信号的关联维数。分析结果表明,该方法能有效的保留信号特征,有较好的降噪效果,且风机在不同工作状态下所对应的关联维数有明显不同,因此可以用关联维数区分风机的工作状态,以关联维数作为风机故障诊断的依据。     

基于小波变换的振动信号分形维数研究

针对传统分析方法对振动信号频率变化不明显、故障特征难提取等问题,基于小波和分形理论,通过计算振动信号盒维数,有效地提取了振动特征;提出小波分解振动信号高频系数盒维数计算方法,对振动信号的高频部分进行描述。实验证明:随着干扰信号的频率变化,振动信号小波分解后的高频部分分形维数在分段区间内比振动信号整体分形维数分段变化趋势更加明显,能更有效地反映故障频率变化,对开展设备的故障诊断研究具有现实意义。     

基于关联维数的溢流阀故障诊断

针对传统的振动信号处理技术只适合于线性系统,而大多数机器故障都表现出非线性振动的特点,可采用关联维数来描述信号的真实特性。采用C-C算法分别针对溢流阀阀体正常和故障时的振动信号进行计算分析,发现正常时阀体振动信号的关联维数值较大,而发生故障时关联维数值较小,且不同状态关联维不同。     

关联维数在尾水管压力脉动分析中的应用

以黄壁庄机组尾水管压力脉动试验的实测信号为例,对时域信号进行了频谱分析,并对在不同的工况下尾水管压力脉动信号进行嵌入维数和关联维数分析。结果表明,当嵌入维数大于等于18时,关联维数趋于稳定值。不同工况下水轮机尾水管压力脉动的关联维数也不同,当导叶开度为50.70%时,分形关联维数为3.456 6;导叶开度为62.85%时,分形关联维数为3.388 1。因此,关联维数可以作为对水轮机尾水管压力脉动情况进行识别的指标,可以指导电站的稳定运行。     

基于关联维数的双跨转子轴承系统故障诊断

以双跨转子轴承系统为研究对象,针对其状态监测与故障诊断中存在的问题,利用虚拟仪器软件平台开发了一套基于关联维数的故障诊断系统。通过提取实验台振动信号并计算其关联维数实现对系统的故障诊断。结果表明,不同工作状态下系统的关联维数各不相同,正常运转时关联维数最小,发生故障时关联维数增加,且关联维数随着嵌入维数的增加成增长的趋势,并趋于稳定。该系统以关联维数作为特征兆量,能够快速准确地对双跨转子轴承系统进行状态监测与故障诊断,具有一定的应用价值。     

小波阈值去噪在烟气轮机信号分析中的应用

由于烟气轮机振动信号中含有大量的噪声成分,常使其非线性特征量的提取不准确,因此将基于阚值的小波去噪应用于烟气轮机振动信号分析中.首先介绍了小波阅值去噪的基本原理、阈值和阏值函数的选择方法,并对阈值函数进行了改进;然后分别对含噪Lorenz信号和实测振动信号进行小波阔值去噪实验,计算了其去噪前、后的关联维数.结果表明,小波分解后,不同尺度上信号和噪声的小波系数的分布规律明显不同,通过对其分析可以合理选择小波分解的尺度;在此基础上对小波系数进行阈值处理并重构,能有效地去除信号中含有的噪声,很好地保存信号的局部特征;去噪后信号的伪相图更加规则,关联维数估计值更加合理.该方法能提高信号分析的准确率.     

基于分形理论的柴油机燃烧振动分析

通过对振动信号的分析和处理，证明柴油机燃烧振动具有分形特性。采用计算时间序列相关维的方法，对测得的振动信号进行了向量空间重构，利用Ｇ－Ｐ算法计算出了相关维数。研究发现：（１）相关维数对燃烧波形边界十分敏感，作者建立了确定边界的准则；（２）当重构向量空间的维数时，燃烧振动的相关维数趋于定值；（３）不同的燃烧状况，计算出的相关维数不同；（４）不同型号的柴油机，计算出的相关维数不同。     

不同管路元件流动声发射信号熵值量化分析方法

针对流体在流经不同管路元件时产生的噪声会造成管道损伤在线监测精准性下降的问题,引入了小波能量熵与时频熵两种熵值量化分析方法,通过计算流体流动声信号的熵值对流动过程中不同管路元件的流动状态进行量化,从而判断损伤是否发生以及损伤所处的管路元件部位.在此基础上,设计了管路流动声发射测试实验,采集了不同压力下直管、弯头入口、弯头出口、三通、变径管小头共5种管路元件的声发射信号,对所采集的声发射信号逐一采用时频熵及小波能量熵的方法分析计算.测试实验结果表明,时频熵与小波能量熵均能很好地区分不同管路元件的流动状态差异,且时频熵对同一管路元件压力变化时的流动状态有着较高的量化精度.     

岩石声发射特征的分形分析

通过岩石单轴压缩声发射实验，利用G-P算法计算了不同应力水平下的声发射时间序列的关联维数。研究发现关联维数值随相空间维数m的增大而增大，当m较大时趋于稳定。实验发现多数岩样在应力水平为极限应力的60％以前，分维值呈增大趋势。当达到破坏应力时，分形维数降低到一个最小值。这表明岩石声发射关联维数的变化反映了岩石内部损伤演化情况，分形维数的降低意味着主断裂或破坏的发生。     

两种传递路径不同振动信号的特征分析

针对齿轮故障诊断中使用的齿轮箱箱体振动加速度信号的传递环节多,信号存在非线性交叉耦合的情况,研究了使用从传动轴端测取的扭转振动信号进行诊断的方法.对比了这两种传递路径不同振动信号的双谱特征,箱体振动加速度信号的传递路径复杂,导致其频率成分复杂;而扭转振动信号的传递环节少,获取信号的路径直接,干扰因素减少,信号频率成分比较单纯,利用通常使用的谱分析,故障特征就可以清晰地提取出来,利于齿轮故障的准确判断.     

基于小波分形理论的工程车辆时域载荷信号降噪方法

分析了工程车辆传动系零部件的时域载荷信号的噪声特点,提出了一种基于小波和分形理论的信号降噪方法。采用小波方法对实测的时域载荷信号进行了三尺度分解,计算了分解后的各层信号的关联维数,依据关联维数的变化规律判断是否存在噪声。以轮式装载机传动法兰的实测载荷信号为例进行了降噪应用研究。结果表明,提出的小波分形联合降噪方法可以根据信号不同频率段内含有的噪声特点进行降噪处理,解决了在小波阈值降噪中如何有效选择阈值的问题。     

智能化旋涡流量积算显示系统的研究

以ＭＣＳ－８０９８单片机核心的旋涡流量积算显示系统，在抗干扰与频率信号自适应处理的基础上，配以压力传感器与温度传感器，对流体的密度因压力，温度变化而引起的测量误差进行自动补偿，从而有效地从强随机噪声干扰中正确检测出旋涡频率信号，得到标准容积流量。     

家庭影院音响性能测试分析系统开发

针对使用声音测量设备对家庭影院音响系统检测时噪声信号多的问题,建立了一种音响性能分析系统.首先利用振动计测量音响产生的振动信号,然后用数据采集卡采集该振动信号和函数发生器发出的标准信号,最后由软件进行信号分析,完成对音响性能的检测.该系统以振动计、任意函数发生器、NI数据采集卡、计算机为主要硬件平台,用LabVIEW图形化编程语言编写仪器控制、数据采集、数据存储、信号分析等软件程序,实现了多通道信号的实时数据采集、在线监测、数据存储、信号分析等功能.实验结果表明该系统能准确测量音响的振动频率、幅值大小,并对音响的振动信号进行频率校准、功率谱分析、相关性分析以及频响函数分析等;该系统测量精度高、实时性好,测量所得信号噪声小,测量分析结果能反应音响的基本性能.该系统组建简单方便,适合家庭影院音响系统的性能测试.     

2D阀电液激振器数据采集及实时分析系统

电液激振器采用2D阀控制液压缸实现高频振动,通过控制阀芯的转速与阀芯的轴向位移来控制激振器的激振频率和幅值．采用数据采集卡在Delphi编程环境下对激振力与位移波形的数字信号进行高速采集,同时波形在工控机的屏幕上显示,并对采集的信号进行频谱分析．设计的此系统,在保证精度的条件下,具有较高的采样频率,满足实时采集、实时显示和实时分析的速度要求,具有编程容易、数据采集可靠及频谱分析准确等特点．     

常规声压与声矢量信号非整数维谱性能比较研究

为解决高阶谱算法复杂、计算量大和声压信号有限的抗干扰能力问题,提出了声矢量信号非整数维谱分析方法.利用可抑制高斯和对称分布噪声的高阶累积量非整数维谱对目标辐射噪声声压信号和声矢量信号进行了特征分析.分别采用功率谱图和三维动态谱图方法对常规声压和声矢量信号非整数维谱性能进行了直观比对.为获得定量分析结果,分别对不同背景噪声环境条件下,不同输入信噪比的常规声压与声矢量信号非整数维谱的轴频PBR及PD进行了详细计算.结果表明,声矢量信号非整数维谱特征提取与轴频检测能力优于常规声压信号,为高阶统计量应用于声矢量信号处理提供了一条途径.     

瞬态振动信号在公路工程检测中的应用

讨论了路面瞬态振动信号分析处理技术,对振动信号反演分析可获得下部路基结构的剪切波速,建立了4种路基密度与瑞雷波速度的相关模型,研制了最佳模型自动选取软件,讨论了压实度建立的标准,从而实现了路基压实度的检测,对振动信号进行频谱分析,可获得路面脱空与否以及路基相对状况的信息,对于路面存在脱空或存明显软弱路基,其主频值通常小于50HZ,对路基加固处理后,其剪切波速将会提高,据此可通过对加固前后振动信号的测试,反演路基剪切波速值,实现对路基加固效果的评价,应用结果表明,该技术在上述几个方面可取得显著效果。     

发动机排气噪声自适应控制系统的仿真研究

介绍了发动机排气噪声自适应控制系统的工作原理,并建立了系统模型,对以振动信号作为参考信号的消声效果进行了仿真,并且将发动机机体上不同点的振动信号作为参考输入进行了消声效果的比较.结果表明:当选取振动信号作为参考信号时,不仅要考虑振动信号与排气噪声信号的相关性,还要考虑振动信号的能量分布.