道路路面测量数据的特征参数提取与统计分析

介绍道路路面数据测量系统的构成和数据预处理方法。针对测量的道路路面数据,阐述由路面数据提取可表征其特性的特征参数,包括基本统计量、国际平整度指数和功率谱密度参数等。在路面特征参数提取基础上,以北京地区真实海量路面测量数据为例,进行道路路面特征参数的统计分析,得到可反映、表征该地区路面特点的统计分析结果。总结道路路面特征参数提取与统计分析方法,展望其应用前景。     

典型道路谱的生成方法研究

代表地区路面不平度总体状况的道路谱数据,在汽车设计研发中起着重要作用,但目前缺少获取典型道路谱的方法。为了解决这一问题,本文提出了一种典型道路谱生成方法,该方法包含典型路段选取和测量、道路谱计算和滤波、典型道路谱提取三个主要步骤。以北京地区真实路面测量数据为例,进行典型道路谱生成,得到了能够表征某类路面的典型谱。该方法工程意义明确,效果明显,在汽车工程和道路工程领域有较大应用价值。     

典型路面的提取与合成方法研究

介绍了道路路面数据测量系统的构成和数据预处理方法。针对测量的道路路面数据,提取了可表征路面特点的特征参数,包括基本统计量、国际平整度指数和功率谱密度参数等。在此基础上,使用雷达图统计分析工具,提出了典型路段的提取与合成算法。并以北京地区真实的海量路面测量数据为例,进行了典型路面的提取与合成,得到了可反映和表征该地区路面特点的典型路面。最后总结了典型路面的提取与合成方法,展望了其应用前景。     

基于时序分析的拉深件成型裂纹的特征参数提取

研究金属拉深制件声发射信号特征参数的提取对判断成型制件的质量尤为重要。研究采用时序分析和MATLAB对经过小波包分解的声发射信号进行特征参数的提取。在此过程中利用时间序列的自相关系数和偏相关系数的拖尾性及截尾性来判断模型的类型;采用FPE (final prediction error,最终预测误差0029准则对模型进行定阶;以最小二乘估计法对模型的参数进行估计。最后,根据所建立的自回归谱模型提取声发射信号的特征参数。研究结果是通过此方法成功提取到了金属拉深制件声发射信号的特征参数及其分布图,为成型制件质量的判断提供了有利的依据。     

复杂爆破作业环境下的加速度功率谱密度分析

为了分析爆破振动对精密仪器的影响,以Intel集团场平爆破振动为案例,结合Intel公司提供的加速度功率谱密度要求标准和大连地区的爆破振动规律,设计了试验方案。对现场监测数据分析发现,原定控制点位置,无论深、浅孔爆破,在设计起爆网络下,振动速度均不大于0.02 cm/s,且加速度谱密度值均小于给定标准。这种加速度谱密度的控制方法不仅能降低爆破施工的经济成本,同时也为复杂作业环境下爆破振动的安全评价提供可靠依据。     

基于奇异值分解的摩擦振动吸引子特征参数提取方法

为定量研究摩擦副磨损过程中摩擦振动吸引子的变化,根据相空间重构理论,应用C-C法重构摩擦振动吸引子相空间矩阵,对相空间矩阵进行奇异值分解,通过奇异值构建矩阵奇异值特征向量,定义其特征参数为摩擦振动吸引子特征参数K,并分析特征参数K在摩擦副磨合磨损过程中的变化规律。结果表明:磨合开始,摩擦振动能量较低,吸引子体积较小,K值亦较小,为9.36;随磨合进行,摩擦振动能量逐渐增加,吸引子体积逐渐增大,K值亦逐渐增大;43min后,摩擦振动能量保持平稳,吸引子体积趋于稳定,K值在24.72附近平稳波动。因此,摩擦振动吸引子参数K可用于定量分析磨合过程中摩擦振动能量的变化;K与摩擦因数对磨损阶段的判断一致,进而可用于磨损状态的识别。     

非线性系统响应功率谱密度的小波-Galerkin方法

发展了广义谐和小波在确定非线性系统随机动力响应中的应用。首先,利用周期广义谐和小波展开非线性动力微分方程,并考虑小波的联系系数后,可将动力微分方程转化为一组非线性代数方程。其次,利用Newton迭代法数值解答了非线性代数方程,得到了非线性动力响应的小波变换。最后,根据响应时变功率谱与各阶小波变换之间的关系,计算求得了非线性动力响应的功率谱密度。数值模拟显示了本文建议方法与Monte Carlo模拟之间的吻合程度。     

随机振动功率谱再现自适应控制算法研究

为提高电液随机振动实验的控制精度,提出了一种基于Kalman滤波器的随机振动功率谱再现实时自适应控制方法。基于参考谱的信息设计FIR滤波器,通过对白噪声信号的滤波生成时域驱动信号。采用Kalman自适应滤波器实时跟踪振动实验系统的阻抗特性,并基于自适应逆控制方法对系统的输入信号进行滤波修正,使得系统的响应信号能够高精度再现时域驱动信号,进而实现参考谱的高精度再现。功率谱再现实验验证了算法的有效性。     

开孔结构内压传递方程孔口特征参数提取方法研究

对开孔结构内压传递方程孔口特征参数的影响因素和识别方法进行了系统的理论和实验研究。基于双参数内压传递方程,采用专门的实验设备考察了正弦外压的幅值和频率对于孔口特征参数的影响,从而由简谐荷载激励下参数的求解方法推广到随机荷载作用的情况。通过与不同开孔条件下参数最优解的比较来验证上述理论的可靠性,同时对该参数预测方法可能产生的误差进行了分析并给出相应的解决方法。研究结果表明该方法能较准确的预测随机荷载作用下的孔口特征参数值。     

基于磁悬浮技术建筑物振动测量研究

针对大型基建设备工作时产生的振动对周围建筑和环境的影响,设计了利用磁悬浮技术进行振动测量系统。建立了振子的动力学方程,证明了磁悬浮技术可实现绝对振动测量;对磁悬浮技术振动测量系统的自振和外加振动仿真及功率谱进行了分析;并实测了大型设备工作时产生的振动,得到其振动主频为5 Hz左右的低频分量。分析表明,利用磁悬浮技术测振易于实现绝对式低频振动测量且灵敏度高。     

道路路面的剖面曲线测量研究与实践

回顾了近年来道路路面测量各种方法的研究现状,介绍了自主开发的高精度道路路面测量系统的测量原理和试验方法。在此基础上针对道路路面的真实剖面曲线测量方法进行了探讨和分析,并通过一些对比分析试验对该方法的测量误差进行了讨论,得到了较好的分析试验结果。最后针对道路路面的剖面曲线测量方法进行了总结,对该方法的应用范围和优缺点进行了评价。     

基于滑动峰态算法的信号弱冲击特征提取及应用

机械故障振动信号中往往含有故障引起的弱冲击成分,冲击信号具有显著的非高斯特性,而零时滞四阶累积量即峰态能够描述信号偏离高斯分布的程度;基于峰态这一特性,本文提取一种基于滑动峰态算法的弱冲击特征提取方法,首先对原信号进行滑动峰态计算,获得一个新的峰态时间序列,然后对该峰态时间序列进行傅立叶变换,提取出信号中冲击成分的频率特征。通过强背景信号及噪声环境下弱冲击特征提取的仿真研究,证明了该方法具有很好的冲击特征提取能力。以实测齿轮断齿信号分析结果证明了该方法的有效性。     

海量道路路面测量数据的若干预处理方法研究

回顾了道路路面数据的测量系统的构成和测试方法。针对海量的道路路面试验数据,将若干信号处理的预处理方法,包括粗大误差的甄别与剔除、信号趋势项的提取、分段试验数据的平滑过渡连接、路面数据随机性检验和车速异常时刻的处理等应用于海量道路路面数据的分析处理中,并进行了相应的改进。在分析这些预处理方法原理的基础上,使用实际采集的试验路面数据作为例子,充分显示了这些方法的处理效果。实例分析结果表明,这些信号预处理方法用来处理和修正道路路面试验数据,使用简单方便,处理效果明显,可在道路路面数据处理及其它工程振动信号预处理中推广应用。     

小波分析在路面反应谱中信号降噪的应用

在简述加速度法测量路面反应谱和小波降噪原理的基础上,采用Daubechies小波分别对碎石路面反空谱和沙土地路面反应谱进行降噪处理。通过实验结果分析,小波去噪使采样信号在时域和频域的特性都得到增强,路面不平度的分析准确性有所提高,证明这是改善实验测试信号质量的一种有效方法。     

光杠杆纳米微位移测量系统中的信号处理

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统.该系统通过光学方法对微位移量进行放大,光学放大倍数高,该系统的理论分辨率可达4nm,实际测得静态分辨率小于10nm.信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路,并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰.实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器,与电容测微仪JDC-Ⅱ所测数据进行了验证比较,系统所测得的数据证明了其正确性和可行性.并且该系统受温度影响小,结构简单,便于使用MEMS技术集成和微型化.     

基于显式有限元的薄壁结构吸能特性预测

为了探讨轴向载荷冲击作用下试验参数对薄壁结构吸能特性的影响规律，预测和分析某一类型的薄壁结构吸能特性，基于显式有限元技术建立了这一类型薄壁结构的BP人工神经网络吸能特性预测模型。以方形薄壁结构为例，通过改变结构质量、冲击速度、横截面尺寸、壁厚等影响结构吸能特性的因素对这一类型的薄壁结构进行了大量的数值试验，获得不同试验条件下的结构吸能特性参数，然后建立了这一类型薄壁结构的吸能特性预测模型，并进行自主训练学习, 当训练步数为2035时，网络模型达到误差要求。结果表明：该BP神经网络模型的输出样本与目标值十分接近, 比吸能误差值为-2.53％，有效撞击力误差值为4.67％，有效撞击行程误差值为-3.90％，说明该模型具有较好的精度。     

基于聚类分析的航天继电器多余物检测方法研究

以往的航天继电器多余物检测算法不能有效的去除可动组件固有振动信号的干扰,难以保证判别结果的准确率。依据固有振动信号的周期性和微粒信号的随机性,提出了一种基于聚类分析的多余物检测方法。运用三门限端点检测算法,识别出信号脉冲,从而选取脉冲中心位置、脉冲起止时刻和脉冲个数3个特征参数。采用基于改进的k-平均聚类分析法对脉冲序列进行分类,计算其标准差作为是否存在多余物的主判别依据,并对信号脉冲序列数据集相位和次数表示于二维平面内,以其密度分布作为辅助判别依据。试验验证表明,该方法可以有效判别航天继电器是否存在多余物微粒,并对其它密封电子元器件和电子装置的多余物检测具有一定的借鉴意义。