用于滚动轴承转频估计的EMD软阈值降噪算法

针对经验模式分解(EMD)互相关系数-峭度准则降噪方法与小波阈值降噪方法的不足,提出EMD与小波软阈值降噪相结合的降噪方法.该方法主要包括以下4部分:1)对原始信号进行EMD分解得到固有模态函数(IMF)的集合;2)计算各个IMF与原始信号的互相关系数以及各IMF的峭度值;3)利用互相关系数-峭度准则选择需要降噪的IMF以及需要剔除的IMF;4)对选定的IMF进行阈值降噪后与剩余的IMF相加重构信号.利用仿真和实测的故障轴承信号对所提出算法以及EMD互相关系数-峭度准则降噪方法进行对比验证.结果表明:采用EMD软阈值降噪方法比采用EMD互相关系数-峭度准则降噪方法对信号进行预处理,更能确保轴承振动信号的完整性,突出信号的故障特征,降低瞬时转频估计的误差.     

利用参数调节随机共振检测大参数信号

在参数可调双稳态系统的基础上,分析了影响系统输出的主要因素,论述了在信号检测方面参数调节随机共振比噪声调节随机共振更具优越性,并从系统响应速度的角度出发,通过对输出响应和输入信号之间相关系数的分析．说明了适当地选择系统参数可以实现对大参数信号的检测．数值仿真实验结果表明,参数调节随机共振方法在信号检测方面有着很好的应用前景．     

调参级联随机共振系统加强策略

为了更好地实现微弱信号的检测,提高输出信号的信噪比,提出三级级联随机共振加强系统.研究阻尼系数和系统形状参数对级联系统发生随机共振现象的影响,通过分别调节每级主控参数(阻尼系数、跃迁宽度和跃迁阈值),使得级联随机共振系统的输出性能明显优于传统方法,证实了选取合适的系统参数,能够实现大参数微弱信号的检测;有针对性地对参数进行设置,可以控制系统输出,提高输出信噪比.仿真数据与实际应用表明,该方法简单可行,根据需求设置参数能够实现强噪声背景下微弱信号的检测.     

嵌入式变尺度级联随机共振系统的实现

随机共振作为一种新颖的信号处理手段在各个领域得到了广泛应用,但对低频微弱信号来说,单随机共振系统有时不能很好地将它们提取出来.该文介绍了级联随机共振系统的实现,用模拟电路的形式对其进行了表述,并基于此构成嵌入式变尺度级联随机共振系统.系统硬件采用片上系统作为MCU,软件建立在实时操作系统基础上,给出了软件的整体架构和变尺度随机共振算法的实现流程,系统因而性能更加稳定.最后给出了应用实例,验证了该系统可以更好地从被噪声污染的信号中识别出较弱的有用信号.     

基于随机共振原理的自适应检测系统设计

针对大参数信号随机共振检测存在效率性和精确性不足的问题,该文提出对随机共振系统联合应用的新思路,并建立了未知信号幅度与随机共振系统参数a的匹配关系,使自适应随机共振系统参数选择范围有效缩减。最后用SNR对此种方法做出整体评估,构建出检测系统。结果表明通过联合随机共振方法和自适应系统参数最大值确立两层优化后,可得到更贴合实际应用的自适应随机共振检测系统。     

有色噪声中非线性滤波器的信噪比研究

针对实际信号处理中噪声的有色性和微弱信号,本文对有色噪声中非线性滤波器的信噪比问题进行研究。利用柯西-施瓦兹不等式和瑞利商定理,推导了信噪比理论上限值,并对有色高斯噪声进行了一阶滑动平均建模,同时在弱相关系数条件下,为提高系统输出信噪比,给出了信号波形优化方法。研究结果表明,阈值系统中一阶滑动平均有色噪声的相关系数能够提高输出信噪比,在尺度有色噪声下,随机共振现象不会发生,而在高斯混合色噪声中,存在随机共振现象。本研究为噪声增强非线性信号处理技术提供了重要参考价值。     

混沌干扰下的随机共振研究

利用随机共振现象可以实现弱信号检测,目前大量的研究是在白噪声或色噪声背景下进行的,对于混沌干扰下的随机共振的研究却很少。研究了混沌背景干扰下的信号检测,发现在混沌干扰下双稳系统也会发生随机共振现象,因此可以检测出淹没在混沌干扰中的信号;在混沌与噪声同时存在的混合背景下,随机共振现象仍然存在,混合背景可以发生与单一噪声背景类似的随机共振现象。     

尺度变换用于随机共振的微弱周期信号检测

现有的随机共振系统只能应用于低频率信号检测或待测信号频率已知的高频率信号检测,这束缚了系统的实用范围.针对这个不足,本文提出一种基于尺度变换的随机共振弱信号检测方法,该方法通过引入尺度变换,消除了随机共振系统对待测信号频率的限制,实现了在绝热近似理论下,待测目标信号为大参数、多频率且频率分量的分布未知的条件下,从强噪声中提取弱目标信号的频谱.理论分析和仿真结果表明:对埋在噪声中的未知频率,采用连续的压缩或展宽算法,以获得一个适当的输入信号到随机共振体系,根据输出信号共振谐振峰的变化经反变换运算可得待测弱信号的未知频率.提出的方法自适应性强,可将随机共振的应用领域拓宽到全频段,具有较高的应用前景.     

X型极化分集系统中的互耦分析

建立了X型极化分集系统的互耦分析模型,综合考虑了天线与电路两部分互耦对系统性能的影响．给出极化分集系统信号的相关系数表达式,能够更全面地分析互耦对X型极化分集系统中信号相关系数、信道平均接收功率比和系统极化分集增益的影响．分析表明系统耦合虽然会提高信号的相关性,但同时也可以降低信道平均接收功率比,从而提高系统的极化分集增益．指出交叉极化鉴别度对系统相关系数和信道平均接收功率比影响显著,而且交叉极化鉴别度越大,系统极化分集增益越小．     

宽带雷达动目标的一种互相关系数累加检测器

针对宽带雷达动目标检测问题,提出了一种在高斯噪声中的互相关系数累加检测器．宽带雷达动目标信号在距离频率域进行傅里叶变换取绝对值消除目标运动带来的相位项后,求互相关系数．利用相邻宽带雷达信号具有较大相关性这一特点,将多次相邻回波的互相关系数累加作为检测统计量．分析了高斯噪声互相关系数的概率分布,给出了检测门限设置方法．理论分析表明,互相关系数累加检测器具有恒虚警检测性能．计算机仿真试验表明,互相关系数累加检测器相比多普勒导向矢量已知的不依赖散射点分布密度的广义似然比检测器,在检测率为90％时有2dB的改善．     

立方准晶的反平面问题与Ⅲ型裂纹问题

发展了立方准晶材料的断裂理论 .通过应用Fourier分析和对偶积分方程理论 ,得到了立方准晶材料Ⅲ型裂纹问题的精确解析解 ,并由此确定了位移与应力场 ,应力强度因子和应变能释放率 .结果表明 ,应力强度因子与材料常数无关 ,而应变能释放率依赖于所有的材料常数 .这些为研究此新固体材料的变形和断裂提供了重要的信息 .     

FMS中加工质量故障预报的新方法

对引起加工质量故障的原因进行了研究,建立了用于加工中心加工质量故障分析的与/或故障树,提出了隐加工质量故障(FMQF)的概念和由·FMQF 找出制造系统故障的决策树方法.本文在模糊理论基础上,提出了隐加工质量故障识别的新方法,用这种方法可以根据控制图的变化进行设备状态估计.基于以上研究,建立了可用于柔性制造系统隐加工质量故障预测和预报的专家系统.     

基于田口方法的生态环境敏感性评估方法研究

提出基于田口法的生态环境敏感性评估方法。采用统计分析方法描述生态环境敏感性特征,构建生态环境敏感性数据的统计分析模型,结合大数据挖掘方法进行生态环境敏感性关联数据挖掘,提取生态环境敏感性数据统计分布的模糊聚类特征量,采用模糊C均值聚类分析方法和相关性融合分析方法,实现对生态环境敏感性评估和检测,基于田口方法构建生态环境敏感性评估的检测统计量,根据稳健性检验和统计回归分析方法,实现对生态环境敏感性评估和预测。仿真结果表明,采用该方法进行生态环境敏感性评估的自适应性能较好,预测准确度较高,提高了生态环境敏感性评估的置信度水平。     

Information for authors

<正>Science China Technological Sciences(Sci China Tech Sci)is a monthly peerreviewed academic journal supervised by the Chinese Academy of Sciences,and co-sponsored by the Chinese Academy of Sciences and National Natural Science Foundation of China.Its primary mission is to encourage communication of basic and innovative research results of high quality in the fields of technological sciences.The subject areas featured include materials,mechanical engineering,engineering thermophysics,water resources,space science,astronomics,civil engineering,nuclear science and technology,electronic engineering,architecture,and engineering mechanics,etc.All papers should be intelligible for a broad scientific audience.Contributions are invited from researchers all over the world.Sci China Tech Sci is indexed by SCI,EI,Current Contents,Index to Scientific Reviews,International Aerospace Abstracts,Math Reviews,MathSciNet,Current Mathematical Publications,Z Math,etc.     

Information for Authors

正General Journal of Beijing Institute of Technology(JBIT),an English language journal sponsored by Beijing Institute of Technology,was established in 1992.JBIT mainly publishes research articles that reflect the latest achievements in basic theory and experimental studies in various engineering fields and in applied mathematics,mechanics,physics,chemistry,and so on.JBIT is listed in Ei,CA,SA,AJ,CSA,MR,ZM and many other abstracting indexes.     

Genomics,metagenomics,and microbial oceanography—A sea of opportunities

Microbial oceanography is an emerging discipline resulted from the interaction,cross-fertilization and integration of life science and ocean science.Microbial oceanography integrates the principles of marine microbiology,microbial ecology and oceanography to study the role of microorganisms in the biogeochemical dynamics of natural marine ecosystems.The application of genomics tools to study marine microbes is resulting in rapid advancements in microbial oceanography that has important implications in globa...     

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正General Journal of Beijing Institute of Technology(JBIT),an English language journal sponsored by Beijing Institute of Technology,was established in 1992.JBIT mainly publishes research articles that reflect the latest achievements in basic theory and experimental studies in various engineering fields and in applied mathematics,mechanics,physics,chemistry,and so on.JBIT is listed in Ei,CA,SA,AJ,CSA,MR,ZM and many other abstracting indexes.     

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电流变隔振器的理论研究

介绍了一种新型的隔振器———电流变隔振器 .通过对系统的结构进行简化 ,建立起物理模型 ,推导出运动微分方程 ,在理论分析和性能曲线模拟的基础上 ,确定出影响电流变隔振器工作特性的主要因素 .理论研究表明电流变隔振器在低、高频段均能良好隔振 ,有效降低传递力的幅值和扩大隔振的频率范围 ,并具有防系统共振的性能 .     

关于受控扩散过程的动力学

主要考虑在给定初始条件下构形变量的时间演化可由受控扩散描述的有限自由度动力系统.基于随机控制一般理论,引入受控扩散的随机作用量的两个适当形式.通过离散该随机作用量,导出系统受控扩散的广义坐标表示的动力学方程,该方程连同连续方程一起精确描述扩散运动的概率进程.