通过模态滤波实现阵列式传感器系统的故障诊断

基于结构振动响应特性利用改进的模态滤波方法对阵列式传感器系统进行故障诊断。在梁结构表面均匀布置一组加速度计,利用模态振型对该系统的输出信号进行重构,将重构信号与实际信号之间的曲率误差作为敏感参数,对系统中的模拟故障传感器进行检测与识别,并加以实验验证。数值计算和实验结果表明:改进的模态滤波方法不仅可以直接有效地对传感器系统进行实时故障监测,而且该方法与外界激励力位置无关,具有良好的工程应用前景。     

改进谐波小波及其在振动信号时频分析中的应用

针对谐波小波在时域衰减速度慢的缺点,对其在频域进行光滑化处理,得到了性质更好的改进谐波小波。由于采用光谱化方法只能得到改进小波在频域的表达式,因而采用基于FFT的算法对它进行计算。针对振动信号一般舸样点较多的特点,采用计算等间隔小波系数的方法以减少计算量。以改进谐波小波对某新型导弹空中点火试验的振动信号进行了时频分析,并采用计算时频图等高图的方法以消除大部分无用的信息,得到了振动信号的高清晰时频图。     

采用小波变换的功率测量方法

根据国家电能质量标准和国际相关标准对电能质量的要求 ,提出了一种基于小波变换的非正弦波电流 (电压 )有效值和功率的计算方法。此方法利用子带滤波器对非正弦信号进行多分辨率分解 ,得到各个不同频带的小波分解系数 ,在小波域上用小波系数计算基波、谐波电流 (电压 )的有效值及功率 ;同时利用快速小波变换算法对短时间信号进行分析 ,得到了很好的测量结果 ,为工程实践中快速、精确地测定电网的功率参数提供了一种有效的方法。     

结构损伤识别中噪声的模拟

在有限元仿真的结构振动信号上施加不同水平的噪声,采用随机子空间法,分别从各种噪声水平的信号中提取结构的模态参数。以无噪声信号得到的模态参数为标准值,计算了各信号噪声水平下模态参数的误差,得到了信号噪声水平与模态参数噪声水平的对应关系,给出了模拟模态参数噪声的方式。通过损伤识别算例,考察了识别效果对信号信噪比的要求。     

浮标水声信号中海浪声的分离方法研究

针对浮标系统测量的水声信号开展研究,使用信号处理的方法对水听器信号中的海浪声成份进行分离。首先对于16路水听器的浮标水声信号,依据采样频率、采样时间等参数将水听器采集到的原始数字信号转换成音频信号,利用人耳区别水听器信号中的各种噪声成份;然后在时域内,从原始水听器信号中截取各种噪声时段进行频谱分析,得到它们的特征频率;最后设计合理的数字滤波器进行去噪处理。试验结果表明水听器信号中海浪声成份得到有效抑制。     

基于粗大误差估计的表面测量稳健滤波方法研究

将粗大误差估计理论与高斯滤波方法相结合,提出了一种新的表面测量稳健方法。首先由kσ准则对表面轮廓中的畸形信号进行判定、识别、修正,详细论述了相应算法;然后由移动平均逼近方法实现高斯滤波,建立表面轮廓中线;最后由原始轮廓和得到的稳健滤波中线分离出表面粗糙度轮廓,实现了稳健滤波目的。该方法算法简单、易于实现,对表面畸形信号能够较好地抑制。     

共模滤波技术在逆变器检测电路中的应用

在逆变电路的运行检测过程中,往往会出现各种影响信号检测质量的因素,对于实现逆变电路输出信号的滤波较为不利。为了保证理想的工作状态,必须应用滤波技术和装置对干扰因素进行处理。本文分析了各种影响检测质量的原因,基于结果应用典型共模滤波技术,一一进行试验进而找出最优的试验值,可以很好地实现对逆变电路输出信号的滤波。通过本文的验证和分析,证实该技术能够有效的提高逆变电路的输出性能,在逆变器检测电路中具有非常好的应用价值。     

基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取EI北大核心CSCD

针对强背景噪声下的特征提取问题,提出一种基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取方法。对目标特征频率进行瞬时频率的初步提取;利用傅里叶基函数对初始瞬时频率进行拟合,得到所需特征频率的瞬时频率;根据提取出的瞬时频率和瞬时幅值重构出提取后的频谱图,从而达到对噪声进行抑制并准确提取所需特征频率的目的。使用仿真信号验证了该方法的有效性,对齿轮传动系统中行星齿轮箱振动数据、轴承外圈故障振动数据及轴承外圈早期故障进行试验分析。结果表明,该方法能有效提高信号的信噪比,准确提取特征频率,增强故障特征。     

家电板JD1表面洛氏硬度测试值偏低的原因分析

家电板JD1的表面洛氏硬度测试结果偏低,通过对比研究提出了改进措施,更换了压头球,优化了硬度计内部参数等。通过试验验证了改进措施效果较好,最终得到了符合标准和用户要求的表面洛氏硬度测试结果。     

注塑成型有限元分析管理和成型工艺优化系统

目的针对注塑成型工艺过程,开发有限元分析项目流程管理和工艺参数优化的集成系统。方法参考企业项目流程,开发项目流程管理模块,使用多元回归拟合配合改进的模拟退火算法进行工艺参数的优化,通过塑料托盘翘曲变形量的优化来验证优化方法的准确性,进行塑料托盘的CAE分析正交试验,使用多元回归拟合试验数据并进行拟合优度检验,分别使用Isight和改进的模拟退火算法进行最优解的求解并对比计算结果,最后对得到的最优参数组合进行CAE分析得到变形量,将变形量与正交试验变形量对比。结果在回归方法中,使用惩罚系数为2的多项式岭回归效果较好,其优度指标R2为0.975,改进的模拟退火算法计算结果与Isight软件自适应模拟退火算法的计算结果基本一致,最优参数组合在Moldflow分析中的变形量为0.6805 mm,与之前的最小变形量0.7436 mm相比更小。结论使用回归拟合配合改进的模拟退火算法开发的工艺参数优化程序能起到较好的工艺参数优化效果。     

基于自适应滤波的相位起伏控制方法

为改进时间统一系统鉴相的稳定性,提出一种基于自适应滤波的相位起伏控制方法.采用WidrowHoff最小均方算法设定后验滤波阈值,得到同步于GPS标准信号的频率.通过理论分析和仿真实验对时统系统输出信号的相位稳定性进行了验证.     

FOG信号的变步长符号LMS自适应消噪方法

针对光纤陀螺输出信号的随机漂移,本文提出了变步长符号LMS自适应消噪方法。结合工程实际需要,该方法在常规最小均方算法（LMS）的基础上进行了两方面改进：一方面,从提高滤波精度和稳定性角度引入输入信号的归一化功率;另一方面,从减少计算复杂性、提高算法实时性角度引入误差符号函数;并通过收敛性分析确定了变步长符号LMS算法的步长参数。某型光纤陀螺的静态实验和转动实验结果表明变步长符号LMS算法不仅可以提前确定步长参数,且在滤波稳定性、滤波精度和实时性等综合性能方面具有优越性,适合工程应用。     

基于自适应直接快速迭代滤波的滚动轴承故障诊断方法

直接快速迭代滤波(direct fast iterative filtering, DFIF)是最近提出的一种非线性和非平稳信号分析方法。针对DFIF方法需人为设定滤波区间调整参数，且该参数在迭代计算过程中缺乏自适应性等问题，提出了自适应直接快速迭代滤波(adaptive direct fast iterative filtering, ADFIF)方法，该方法基于瞬时频率波动能量差准则，自适应确定DFIF算法外循环每层迭代筛分过程中最优滤波区间调整参数。ADFIF方法能够自适应地将任意非线性和非平稳信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的近似窄带信号和一个趋势项之和。通过仿真信号和滚动轴承故障信号分析，将所提ADFIF方法与原DFIF、自适应局部迭代滤波、变分模态分解、经验模态分解等方法进行对比，结果表明，所提ADFF方法在抑制模态混叠和抗噪性方面具有一定的优势，且能提取出滚动轴承更多故障特征信息。     

基于HHT-RDT算法的高拱坝泄流结构工作模态识别方法

根据高拱坝泄流结构自身的工作特点,为准确辨识环境激励下的结构模态参数特征,提出了一种基于改进的HHT-RDT算法的高拱坝泄流结构工作模态识别方法。以某高拱坝原型振动响应测试资料为基础,利用改进的小波阈值-EMD算法对原始信号进行降噪预处理,滤除干扰噪声的同时保留有效特征信息;采用HHT-RDT算法识别高拱坝泄流结构的工作模态参数,运用带通滤波对振动响应信号的EMD过程进行控制得到结构的各阶模态分量,利用RDT法提取各阶模态分量的自由衰减信息,识别出高拱坝泄流结构系统的固有频率及阻尼比。工程实例表明,该方法避免了复杂系统定阶过程,有效提高结构振动响应工作模态识别精度,为辨识高拱坝泄流结构的工作模态参数提供捷径。     

利用机体表面振动信号诊断活塞环失效的研究

建立了活塞环失效时活塞－缸套撞击的力学模型，通过理论计算证明活塞环失效后活塞组的撞击参数将会改变。分析了活塞环振动和悬浮的条件。给出了活塞环径向振动固有频率范围的计算式。通过两种机型对活塞环失效故障诊断进行了模拟试验。得到了利用机体表面振动信号诊断活塞环失效的方法；当从机身外表面监测到的振动参数在低频段出现了与单环径向振动固有频率相近的特征频率，该特征频率处谱值显著增大，含该特征频率的窄带内功率也显著增大，可认为有活塞环（通常是第一道环）失效了。     

冲击试验数据的滤波方法研究

本文主要研究在产品爆炸分离、跌落等试验中,由于使用冲击加速度传感器测得的冲击信号混有复杂频率成分,如何提取有用、真实信号的方法．通常采用的方法是通过对原始数据的数字滤波方法,但由于信号中混有复杂的频率成分,无法确定低通截止频率,而无法获取真实的冲击信号本文通过对跌落试验冲击信号的小波分析,研究对混入高频噪声干扰信号的冲击信号进行滤波、分解、提取的信号处理方法,得到不失真的冲击信号．研究表明：小波分析对冲击跌落、非弹性碰撞等试验冲击信号分析处理切实有效．     

奇异谱分解在超声速无人机声振试验数据处理中的应用

将相空间重构和奇异谱分解相结合对受强气动噪声影响的超声速飞行器测试数据进行滤波,以实现对于试验参数的精确识别。首先通过数值仿真论证该方法的可行性,然后针对某型超声速无人机的声振试验对试验采集数据进行相空间重构,并对重构后的轨迹矩阵进行奇异值分解,得到反映真实信号信息的信号子空间和反映噪声信息的噪声子空间。通过定义奇异值差分谱这一指标来判定真实信号信息子空间维数,并针对现有最大差分谱理论缺陷提出了优选差分谱峰值理论,利用奇异谱分解的逆过程对真实信号进行重构。重构结果表明,该方法适用于超声速飞行下的飞行器声振试验数据处理,为超声速飞行器飞行状态的精确描述提供了良好的思路。     

行星齿轮箱振动信号特征提取新方法

与轴承、定轴齿轮箱相比,提取行星齿轮箱的故障特征更加困难,且传统方法对行星齿轮箱的诊断效果不好。针对行星齿轮箱故障振动信号的非线性、复杂性等特性,提出一种基于小波包样本熵和均方根值的故障特征提取新方法。该方法首先对原始信号进行连续等长度截取,获得样本信号,再利用小波包变换分解样本信号,计算分解后各频段的样本熵和均方根值,并进行归一化处理。将归一化参数作为加权平均的权重,计算加权平均的样本熵和均方根值。最后将两参数做商得到新参数。故障诊断及抗噪试验结果表明,新特征提取方法能增大行星齿轮箱不同故障特征的区分度且有较好的稳定性,同时新参数具有一定的抗噪性。     

基于ITD改进算法和关联维数的转子故障诊断方法

提出了基于ITD（Intrinsic scale-time decomposition,简称ITD）改进算法和关联维数的转子故障诊断方法。首先用ITD改进算法对转子在不同状态下的振动信号进行分解,根据分量特征,把包含转子主要故障信息的前若干分量进行组合,并以此作为转子原始振动信号降噪后的信号;然后计算降噪后信号的关联维数。对转子系统故障振动信号的分析结果表明,相对于直接采用原始信号计算得到的关联维数,采用ITD改进算法降噪后得到的关联维数更具有区分性,可以用来有效地识别转子的工作状态和故障类型。     

无氧铜超精加工表面微观形貌的分形维数表征

单点金刚石超精密加工能够获得纳米级的低粗糙度表面。进一步的实验表明,采用该工艺进行退火态无氧铜切削,已加工表面在刀痕基础上还会出现清晰的晶界浮凸现象。传统的粗糙度概念无法有效表征与区分含有晶界浮凸信息的超精加工表面微观形貌。引入分形维数概念,采用该理论中尺码法对无氧铜超精加工表面的微观形貌进行分形维数计算;为降低切削刀痕信号干扰、突出晶界浮凸信息,设计表面信号带阻滤波方法。计算结果表明,超精加工后的表面分形维数包含了加工刀痕与晶界浮凸信息,由于两者尺度相近,传统的粗糙度测量无法区分其差异;采用带阻滤波与尺码法耦合方式,能够有效识别晶界浮凸特点,定量地反映微观尺度下超精加工表面的形貌特征信息。