基于流形学习的滚动轴承故障盲源分离方法

滚动轴承的故障信号是一种典型的非线性非平稳信号,其信号中常常混有噪声信号及其他干扰成分。提出了一种基于流形学习的滚动轴承故障盲源分离方法,首先,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)对单通道模拟信号进行分解,对得到的多通道信号构造其协方差矩阵,计算矩阵的奇异值下降速比得到原始信号数目;其次,利用峭度等指标选择最优观测信号,利用核主成分分析(kernel principal components analysis,简称KPCA)提取信号的流形成分;最后,利用快速独立成分分析(fast independent component analysis,简称Fast ICA)还原得到源信号。该方法不但解决了故障信号的欠定盲源分离问题,还提出了最优观测信号的确定准则,并通过实例验证了方法的有效性。     

不锈钢铣削稳定叶瓣图的构建及实验

为了提高压缩机叶轮的加工效率,研究了解析法构建铣削稳定性叶瓣图的方法,并利用该方法实现对FV520B材料加工的参数优化。通过该方法可以选取合适的加工转数和切削深度,避免颤振,使加工后的工件达到要求的精度及表面质量,并能够保护刀具和机床的安全、可靠度。通过实验数据分析获取构建叶瓣图的所需参数,构建稳定性叶瓣图,并在所构建的叶瓣图中选取不同测试点,对叶瓣图进行正确性验证。研究表明,该方法在实际叶轮加工制造中具有重要意义。     

NURBS曲面上积分曲率线的B样条表示

对NURBS曲面的曲率线的积分进行了系统的公式推导,并利用NURBS曲面的离散法向量有效地简化了曲面第二基本量的计算,加速了Euler法迭代求解曲率线微分方程的过程;在求得曲率线上的离散点集以后,应用奇异混合插值技术,在可控精度内把曲率线用显式直接表示为位于NURBS曲面上的B样条曲线．文中的思想与算法有助于曲率线技术在计算机辅助几何设计及曲面造型中的使用与推广．     

非下采样轮廓波变换在故障分类中的应用

基于非下采样轮廓波变换的多尺度分解和多方向分解的特性,提出一种用于时频图像特征提取的方法。首先,将振动信号变换到时频域得到时频图像,并利用Matlab将得到的时频图像转换为灰度图像;其次,对该图像进行非下采样轮廓波变换,得到其高频和低频子带,根据高频子带和低频子带所包含信息不同,研究不同的特征提取方法,笔者提取高频子带的能量和低频子带的均值、标准差作为特征值;最后,利用支持向量机(support vector machine,简称SVM)对齿轮箱的不同程度故障以及滚动轴承故障进行分类测试。实验结果验证了该方法提取时频图像特征量的有效性,为设备的状态识别提供了一种有效的方法。     

基于KPCA和WPHM的滚动轴承可靠性评估与寿命预测

为了评估滚动轴承的可靠性和预测剩余使用寿命,选取能够反映性能退化过程的特征参数作为寿命预测模型的输入参数,提出一种基于核主元分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和威布尔比例故障率模型(Weibull proportional hazards model,简称WPHM)的方法。首先,提取滚动轴承全寿命周期的时域、频域及时频域等多特征参数,从中筛选出有效的特征参数,构建高维相对特征集;其次,进行核主元分析,选取能够反映轴承全寿命周期性能退化过程的核主元,进而作为WPHM的协变量来进行可靠性评估和剩余寿命预测。通过滚动轴承全寿命试验,验证了该方法能够对轴承进行准确的可靠性评估和剩余寿命预测,以提供及时的维修决策。同时,由于提取的是相对特征,降低了同种轴承间在制造、安装及工况的差异,增强了该方法的适用性和稳定性。     

基于子带ICA的时频图像处理方法研究及其在故障诊断中的应用

提出了一种改进独立分量分析(ICA)应用于时频图像的盲源分离问题。由于相似时频图像之间存在潜在的相关性,传统的ICA对于具有相关成分的时频图像盲源分离中效果比较差,利用互信息和峭度研究了图像子带之间的相关性和本身的非高斯性,选定特定的子带进行ICA分析。通过仿真时频图像的分离试验,说明此方法分离效果明显优于ICA分离效果,并将该方法应用于转子试验台的基座松动,不对中故障信号复合故障的时频图像中,成功获取了各自故障的时频图像,从而可以获得各自的故障特征信息。     

基于占能比的铣削加工颤振在线监测研究

薄壁件的精加工阶段,由于刀具悬伸长,工件刚度低,加工中容易发生变形进而引起颤振。因此需要可靠的标准监测加工状态,判断加工参数是否合理。首先,采集加工中包含颤振现象的声压数据,分析颤振发生时域有效值及频域功率谱的特点,对比在不同状态的特征,并以这些特征作为监测的依据;然后,在颤振发生时能量集中频段转移,通过小波包分解后构造出反映这一特征的特征量;最后,以小波变换时频图作为状态判断依据,通过离线分析设定相关阈值,设置多重标准,满足时域有效值和频域占能比阈值要求后计算特征值,判断加工状态。验证结果表明,笔者所提出的方法可以准确识别颤振现象,同时表明声压信号可以反映颤振特征。阈值设定后,即可为后续加工在线监测提供判断标准,避免因加工参数选择不合理时对工件或机床造成损害。     

离心式压缩机声共振分析与试验验证

声共振是离心式压缩机叶片破坏失效的一个重要原因,但是当前国内对其理论研究却非常有限,特别缺少有效的试验验证。为有效研究声共振的影响,首先从压缩机声腔的仿真分析入手,应用LMS Virtual.Lab Acoustics仿真软件对压缩机声腔的声模态进行计算,获取其特征频率及对应的振型。通过改变叶片的通过频率来改变气流的激振频率,当叶片通过频率与空腔声模态频率相近时将产生声共振。采用压缩机模型级试验台进行验证,进行压缩机声腔的压力脉动测试,获取不同转速下的叶片通过频率对应的特征幅值,声共振造成压力脉动幅值将成倍增加,进而产生较强的破坏作用。验证了声共振将造成的压缩机内部压力脉动大幅度增加,为大型离心式压缩机组的叶片状态监测与破坏抑制提供依据。     

柴油机在线监测与故障诊断系统

基于多传感器融合诊断的优点，并结合某军舰柴油机的实际情况研制并开发了船舶柴油机在线监测与故障诊断系统，文中首先介绍了系统的构成，论述了信号采集系统的采集原理和软件系统的体系结构以及各子系统的功能，并对子系统间的并发性问题进行了讨论，最后给出了系统应用的实例。     

西方市场的中国瓷一瞥

西方人最早知道"瓷器"一词是在13世纪从马可波罗的游记中看到的,当时丝绸和其它奢侈品早已通过丝绸之路到达西方几个世纪了.从14世纪晚期开始,一些希望从中国贸易中获利的商人开始寻找到达中国的更便捷的路线.16世纪,葡萄牙人从海路第一个到达了中国,他们在地处珠江入海口的澳门建立了港口,从澳门逆流而上便是大名鼎鼎的广州,早在唐朝(618-907),广州就是一个重要的贸易中心,后在18世纪早期成为中国政府允许的、唯一的对外贸易港.