齿轮箱起动信号的倒阶次谱分析方法

研究旋转机械非稳态信号的分析方法．对等时间间隔采样的齿轮箱振动信号,利用插值算法实现角域重采样,得到等角度采样的插值点,分别对原始信号和重采样信号进行传统的频谱分析和阶次分析．结果显示出阶次分析法在处理转速变化信号时的优越性：阶次谱分析能够有效地避免传统频谱方法所无法解决的“频率模糊”现象．将倒频分析引入阶次分析中,成功的识别了齿根裂纹故障．     

Hilbert-Huang变换应用中的预处理方法研究

为提高Hilbert-Huang变换（HHT）中瞬时频率计算的真实性和稳定性，提出了一种信号的预处理方法.该方法首先对信号作傅里叶变换，然后根据插值点数作补零处理，再进行傅里叶反变换，完成傅里叶插值功能.对傅里叶插值处理后的信号作经验模态分解（EMD）得到一组固有模态函数（IMF），计算所有IMF的瞬时频率和幅值，最终获得信号时频分布的Hilbert谱.结果表明，该傅里叶插值的预处理方法能够有效消除和抑制HHT分析中的瞬时频率波动和虚假成分产生，增强了瞬时频率的准确性，提高了HHT方法的信号分析频率，该方法能有效应用于实际信号处理的HHT时频分析中.     

非匀速平台SAR成像算法研究

提出一种波数域非匀速平台SAR成像方法．从波数和瞬时斜距的概念出发,通过对回波信号沿非匀速平台方位采样位置进行曲线积分得到理想的回波波数域表达式,再利用常规成像算法进行聚焦成像．该算法适用于任何已知平台方位采样位置的情况,不用进行插值操作,成像精度高．易于和已有成像算法结合．仿真结果验证了算法的有效性．     

基于瞬时频率估计的瀑布图分析

提出了基于瞬时频率估计的瀑布图实现的新方法,其优点：简化了瀑布图实现对硬件的要求;用软件的方法实现了旋转机械非平稳振动信号的瀑布图分析．实际测试试验验证了本方法的正确性。本方法实现了对旋转机械非平稳振动信号中参考轴瞬时转速的估计算法,为瀑布图的实际应用提供了一条新途径,是对原有瀑布图分析技术的有力补充．     

基于池计算的线性调频信号实时识别与参数估计

为实现对线性调频(LFM)信号的实时波形识别和瞬时频率估计,引入采样池计算(RC)进行逐点运算.将生成的初始频率和啁啾率不同的两组LFM信号组合成随机序列,并对200个节点的储备池进行训练.通过测试得到,池计算可以快速、准确地识别和区分出两组LFM信号,并可对未知LFM信号的瞬时频率进行估计.     

用插值法实现同步采样

在周期信号有效值测量中,由于被测信号频率的变化,产生同步误差,影响有效值测量精度。提出采用数学插值的方法实现同步采样。仿真表明,采用插值方法实现同步采样,提高了有效值测量精度。     

采样时间和采样频率对基于加窗插值算法介损角测量的影响

为减少非同步采样时DFT算法计算介损角的误差,将加汉宁(Hanning)窗插值谐波分析法和加布莱克曼-哈里斯(Blackman-Harris)窗插值谐波分析法用于介损角的测量。介绍了两种算法的原理,比较了两种算法受采样时间和采样频率影响上的差别。结果表明:两种算法误差随采样时间增加呈振荡下降趋势,加汉宁窗插值算法极小误差值点为0.02 s的整数倍附近,极大误差值点为0.01 s的奇数倍附近,加布莱克曼-哈里斯窗插值算法在0.01 s的整数倍附近有极小误差,中间存在极大误差值;两种算法达到基本的精度时要求采样时间至少为3~5个工频周期左右,采样频率不小于500 Hz即可;在一定范围内,前者计算所得介损角的精确度对采样时间较敏感,前者的精确度对采样频率不敏感,后者的精确度对采样时间和采样频率都较敏感。     

动车组齿轮箱滚动轴承变转速故障诊断方法

动车组齿轮箱滚动轴承在运行过程中处于高温重载的变转速工况,容易产生裂纹、点蚀等故障,且不易被检测出来。为及时诊断出动车组齿轮箱滚动轴承的故障,保证动车组的安全行驶,提出了一种变转速工况下的滚动轴承故障诊断方法。首先,结合短时傅里叶变换(STFT)无干扰项与魏格纳-威尔分布(WVD)高时频分辨率的特点,提出了一种融合时频分析算法,该算法能够提高变转速信号分析时的时频矩阵精度;然后,针对动态路径规划方法无法处理归一化时频矩阵的局限性,对其进行了改进,并提取出融合时频矩阵中的转速曲线;此外,进一步提出了一种插值重采样的阶次分析方法,根据转速对采集到的原始信号进行插值重采样,在角域对信号进行重构,并得到对应的阶次谱,实现滚动轴承的故障诊断;最后,通过试验台对提出的变转速动车组故障滚动轴承诊断方法进行了验证。结果表明：本文所提出的方法在动车组转速变化的情况下,能够有效提取出滚动轴承的变转速曲线,并且准确识别出齿轮箱中滚动轴承发生的故障类型。     

获得转速脉冲触发阈值的精确时标研究

提出了一种基于脉冲沿准确估计的阈值时标精确插值新方法.在LabVIEW平台下,用模拟变速随机脉冲信号和实测转子试验台的光电转速脉冲对该算法进行了测试,证明该方法能有效消除阈值对误差的影响,能在较低采样率下实现阈值时标的精确插值.本方法比传统的线性插值方法具有更高的精度,在提高转转速计算精度上具有重要应用价值和现实意义.     

卫星振动引起的非规则采样降质图像复原方法

针对卫星振动引起的TDICCD相机非规则采样导致像质退化的问题,提出了非规则采样降质退化图像的复原方法．首先利用基于非均匀快速傅里叶变换的频域插值对非规则采样的几何降质退化规律进行建模,并结合遥感成像的模糊退化过程,建立非规则采样降质图像退化模型．然后利用频域插值特性将模型逆求解过程转换为Toeplitz矩阵系统的线性方程求解问题,实现了快速求解,提出非规则采样几何降质和模糊退化的综合处理方法．最后利用测试图形和真实遥感图像对方法进行验证,实验结果表明:在严重模糊、几何降质及高噪声水平条件下,复原后的图像与理想图像的结构相似度仍优于0.93,而且具有较高的处理效率．该方法能有效应用于在轨振动引起的非规则采样降质的复原处理．     

基于CCD相机的转台转动速度测量方法研究

针对传统测速方法不能满足高速高精度下测量的要求,在研究CCD （Charge Coupled Device）相机的工作原理及特点的基础上,实现一种以现场可编程逻辑器件（FPGA,Field Programmable Gate Array）为控制核心的转台转动速度测量系统。工作在外触发方式下的高帧频CCD通过Camera Link接口作为相机图像数据的输入,利用FPGA的高速并行特性完成了高帧频数字图像的采集、数据流的缓存控制,并且综合分析了自相关算法的原理和过程,给出了该算法完成测速系统的具体实现方法,最后得出的速度通过通信端口实时的发给上位机。经试验验证：利用高帧频CCD相机的测速方法可精确测量转台转动的速度,系统误差率低且稳定可靠。     

基于实时图像的乒乓机器人Kalman跟踪算法

针对乒乓球高速运动图像模糊、空气阻力以及摄像机成像畸变等因素导致的误差问题,提出一种自适应测量协方差的离散Kalman轨迹估计算法.该算法通过动态调整测量协方差的大小,实现了对目标运动轨迹的准确跟踪,并进一步为乒乓球落点预测和手臂击打奠定了基础.实验表明,在图像采集速率高于70 帧/s、乒乓球速度超过5 m/s的情况下,该算法能有效地克服测量噪声和数据丢失的干扰情况的影响,给出优良的跟踪结果.同时该算法跟踪精度高,计算量小,适用于高速目标跟踪的场合.     

小样品低温动态传热的行波解

研究了小样品在过冷液氮中快速运动时瞬时动态传热特性．根据双曲型热传输理论推导了该系统中温度场的行波解，结果表明小样品的传热明显遵循波的特性；同时导出了无量纲的冷却速率随热马赫数的增加而增加．说明提高小样品的运动速率有利于提高冷却速率．比较了理论和实验温降曲线，两种曲线的一致性．说明按双曲线模型理论计算小样品的低温动态传热是可行的．     

新型燃料电池内阻测试仪的研究与设计

针对传统的燃料电池内阻测试方法测试速度慢、测试精度低和测量数据较少的现状,设计了一种基于高频阻抗测量法并具有测试速度快、精度高等特性的燃料电池内阻测试仪。在设计的测试仪中,使用了高精度的程控交流激励源提供信号激励,采用高精度测量单元进行数据测量,并使用浮点的FFT算法对数据进行频谱分析,得到了较好的测量效果。     

试样尺寸对水蒸气扩散系数瞬态测试的影响

为了分析试样尺寸对水蒸气有效扩散系数瞬态测试结果的影响,利用瞬态法测试底面积为50 mm×50 mm,长度分别为120、150、200、250 mm的4种B04级加气混凝土试样沿长度方向的水蒸气有效扩散系数,比较实验结果与采用标准稳态法的测试结果.结果表明,随着试样尺寸的增长,水蒸气有效扩散系数的瞬态测试值逐渐降低.长度为120 mm试样的瞬态测试值略高于稳态测试值,相对湿度高于50%时的最大偏差不超过10%,耗时为24 h;长度为150 mm试样的瞬态测试值与稳态测试值在整体上最为接近,在整个相对湿度区间的最大偏差不超过13%,测试耗时为36 h;长度为200、250 mm试样的瞬态测试值比稳态测试值显著偏低,最大偏差超过25%,耗时均超过60 h.根据测试结果,建议采用长度约为150 mm的试样对该型加气混凝土的水蒸气扩散系数进行瞬态测试.     

毛细管电泳法测定吡罗昔康的含量

建立高效毛细电泳法来测定吡罗昔康含量。采用毛细管电泳仪进行实验：弹性石英毛细管柱75μm×60cm,进样压力100mPa,电动进样5s,分离电压24kV,毛细管温度20℃,检测波长为254nm,运行缓冲液为0.01mol/L硼砂溶液。采用t法和F法进行与HPLC法的显著性检验。吡罗昔康样品的线性范围：1.0×10-6~1.0×10-2 mol/L,回收率：98.66%,RSD=2.1%,与HPLC法无显著性差异。实验表明毛细管电泳法分离效率高、分析速度快、样品和试剂用量少。     

集成化储能与姿态控制系统中飞轮高精度测速方法

针对集成化储能与姿态控制系统中飞轮速度测量要求范围宽、精度高的特点,从误差分析的角度提出了一种速度测量方法。该方法在低速阶段测量多个完整飞轮转速脉冲信号所用时间,跨越转速分界点进入高速阶段后,测量一定时间内飞轮转速脉冲信号个数。为了验证该测量方法的可行性,文中以Agilent公司生产的高精度信号发生器及信号计数器为基准对该系统进行了速度测量实验,并对实验结果进行了分析。结果表明,该系统具有测速精度高,测量范围宽的优点,完全能够满足集成化飞轮储能与姿态控制系统测速精度的要求。     

基于Root—MUSIC和Prony算法的电压闪变检测

电压闪变是电能质量的一个重要指标．为实现对电压闪变参数的准确测量,提出基于求根多重信号分类法和Prony算法的闪变参数检测方法．先对信号数据组成的矩阵进行特征值分解,得出信号子空间和噪声子空间,利用他们的相互正交关系通过单位圆上的根估计频率大小,同时利用Prony算法中的最小二乘法求得幅值信息．Matlab仿真结果表明该方法在低信噪比下利用Root—MUSIC法能准确检测频率,并结合最小二乘法在小样本数据上的优势,有效提高了幅值检测的准确度．     

认知无线电网络中压缩协作频谱感知

低频谱利用率条件下的信道状态向量具有稀疏性,为降低认知无线电网络中各个认知用户的频谱感知冗余,基于压缩感知技术提出了一种低复杂度的协作频谱感知方法. 仿真结果表明,通过稀疏观测矩阵提高了单个认知用户感知过程的速度和效率;在融合中心对观测数据进行重构过程中使用因子图迭代算法,大幅降低了计算难度;同时可以根据认知网络中的频率使用情况,自适应调整认知用户的感知点数,确保整个网络的高效感知.     

基于EMD的电机瞬时转速和转矩测量

提出了一种基于经验模态分解的电机转速和转矩测量新方法.把测量得到的时间序列信号,用经验模态分解法分解成若干的固有模态函数和一个残量之和,这个残量代表信号的波动趋势.介绍了经验模态分解的基本原理和算法,并用该方法对电机瞬时转速、转矩测量信号进行分析与处理.研究结果表明,该方法能有效地从噪声环境中提取电机的瞬时转速和转矩的真实变化曲线.