基于声发射检测技术的转炉耳轴轴承故障诊断

以转炉耳轴轴承为研究对象,将声发射技术应用于转炉耳轴轴承的故障诊断中,提出了应用主成分分析(PCA)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)相结合的故障诊断方法。首先,对声发射信号的特征量进行主成分分析,得到更能反映设备状态的综合特征参数,然后将新的特征参数输入到最小二乘支持向量机中进行状态识别。利用在实际生产过程中采集到的转炉耳轴轴承声发射数据进行方法验证。结果表明,新方法能够有效区分出转炉耳轴轴承的故障模式,识别的总体正确率可达97.8%。     

基于高维空间流形变化的设备状态趋势分析方法

以机械设备的运行状态为研究对象,提出一种基于高维空间流形变化的趋势分析方法.该方法将一维时间序列重构到高维相空间中,利用相点邻域的切空间信息逼近流形的局部几何结构,从而得到描述流形变化的切方向矩阵;通过多向主元分析方法对不同状态下的流形切方向矩阵进行计算,获得各个状态的权重得分,从而实现对设备状态变化的趋势分析.对混沌信号添加幅值大小不同的冲击进行数值仿真试验,与LYAPUNOV指数、近似熵等传统非线性分析方法相比,该方法能够更有效地描述系统状态变化的过程.将该方法应用于轴承外圈故障的振动信号分析中,成功地刻画了轴承疲劳劣化的趋势.     

基于自适应稀疏表示的宽带噪声去除算法

为了有效地去除信号中的宽带噪声,提出了一种基于自适应稀疏表示的宽带噪声去除算法.根据噪声成分与信号特征成分之间的不相关或弱相关特点,自适应地确定稀疏分解的终止条件,实现信号的稀疏表示.降噪过程中使用染噪信号构造学习样本,由信号的自适应稀疏表示和原子库的更新迭代实现原子库的训练.染噪信号在训练后的原子库上进行自适应稀疏表示,实现信号的噪声去除.仿真信号和齿轮振动信号的降噪试验表明:该方法具有比小波阈值降噪、匹配追踪降噪方法更好的降噪性能,能够有效地去除信号中的宽带噪声.     

加权多尺度形态滤波在轴承故障诊断中的应用

滚动轴承故障信号中通常包含了周期性出现的冲击衰减成分,冲击频率反映了轴承发生故障的位置信息。多尺度形态滤波可以提取分布在不同尺度下的冲击特征,为了更准确的反映不同尺度分析结果的贡献,提出了一种评价冲击特征提取效果的指标,并以此计算权值对多尺度分析结果进行加权综合。仿真信号和轴承外圈故障信号的分析结果表明,加权多尺度形态滤波方法可以有效提取强背景噪声下的冲击特征,为滚动轴承故障诊断提供了一种有效的手段。     

基于神经网络规则抽取的带钢热镀锌质量监控模型

为了克服传统神经网络产品质量监控模型中解释性差的困难,提出了基于神经网络规则抽取的带钢热镀锌质量监控模型. 以带钢热镀锌生产中锌层重量监控为研究对象,利用神经网络规则抽取方法对样本数据进行学习,以知识规则的形式给出模型中输入(原料参数及生产控制参数)与输出(产品质量)间的定量关系,用于对生产控制参数的设定与更新. 选取756个训练样本和376个测试样本分别对网络进行了训练和检验,结果表明,新模型中的知识规则覆盖率达到94.8%,并可根据输出变量的目标区间快速地设定各输入变量的范围,为产品质量的自动控制提供了有效的方法.     

邻域自适应选取的局部投影非线性降噪方法

局部投影降噪算法已广泛应用于非线性时间序列的分析中，但受邻域选取的影响较大。提出了一种按照自适应方式选取邻域大小的局部投影降噪算法。首先用时间延迟方法将一维时间序列重构到高维相空间。然后逐步增大每个待分析相点的领域大小，根据领域最大主方向变化过程中首次出现平稳阶段时，自适应地确定该相点的最优领域，最后再用局部几何投影的方法去除噪声成分。对洛伦兹信号和杜芬信号分别添加不同噪声水平的高斯白噪声，对领域自适应选取的局部投影算法与标准局部投影算法的降噪效果进行了比较。实验结果表明，自适应邻域选取方法，提高了局部投影算法的降噪能力和对领域参数的鲁棒性。     

基于等效耦合刚度的平面折展滑块机构分析

柔性铰链是实现平面折展柔顺机构运动的关键部分.如何设计得到柔度好、精度高的柔性铰链一直是柔顺机构研究的关键问题.综合考虑影响平面折展机构铰链刚度和精度特性的等效弯扭及拉压刚度,以LET铰链为例,分析在不同载荷下各个参数对弯扭与拉压等效耦合刚度的影响趋势,从而提出弯扭与拉压等效耦合刚度的概念.通过大量的实例计算和分析,推导出LET铰链弯扭与拉压等效耦合刚度的经验公式.基于等效耦合刚度经验公式,对平面折展柔顺滑块机构进行分析.应用等效耦合刚度公式与不应用等效耦合刚度公式两种情况的分析结果和有限元仿真结果表明,应用等效耦合刚度经验公式的滑块位移计算精度得到很大的提高,验证了等效耦合刚度经验公式的适用性.      

非单点证据体数据融合的Dempster组合规则适用性评价方法

针对待融合的证据体包含基本概率分配值相差较大的非单点证据时,基于pignistic距离的Dempster组合规则适用性评价方法判定结果存在模糊性甚至不准确的问题,提出了一种表示证据体之间关联性的改进pignistic距离,并将改进的pignistic距离与经典冲突系数相结合,提出了对Dempster组合规则适用性评价的新方法。在新方法中,定义了一种新的证据体冲突衡量系数用于判定Dempster规则的适用性。当经典冲突系数为0时,新系数与改进pignistic距离一致;当经典冲突系数不为0时,新系数与改进pignistic距离和经典冲突系数之和的平均值一致。算例分析的结果表明,与基于pignistic距离的Dempster规则适用性评价方法相比,新的基于改进pignistic距离的Dempster组合规则适用性评价方法有较好的适用性和合理性。