基于混沌振子的微弱信号检测方法及应用

分析了Duffing振子的混沌运动，阐述了该振子相变对与参考信号频差较小的周期小信号具有的敏感性，对白噪声和与参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力，使Duffing振子应用于微弱信号检测具有可行性，检测不同频率的信号需要不同频率的参考信号，不同的参考信号频率会对系统产生很大影响，通过调整系统参数使得振子对不同频率牟信号检测具有普遍性，给出了基于混沌微弱信号检测的具体方案。     

基于间歇混沌的微弱信号特征检测方法

通过对Duffing振子的间歇混沌运动的分析,发现其相变对与参考信号频差较小的周期弱信号具有敏感性,对白噪声和与参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力.在此基础上提出了一种检测方法,实现了在强噪声环境下对周期弱信号的频率和幅值的检测,具有很好的信噪比,并将其运用于超声波弱信号检测上,取得了良好的检测结果.     

基于杜芬混沌振子的磁致伸缩导波信号识别

在无损检测中,磁致伸缩导波技术已得到普遍应用。由于导波在波导中传播时会发生频散,使得信号能量在空间中散播,增加了检测小缺陷的难度。根据导波信号检测的特点,从系统输入输出特性出发,提出了基于杜芬混沌振子的导波信号识别方法。在考虑电磁脉冲的影响下,把钢绞线实验导波信号输入杜芬混沌系统,发现可以通过系统由大尺度周期状态到混沌状态的改变来辨识出小缺陷信号,为提高导波检测精度提供了一种方法。     

利用噪声信号诊断液压泵的故障

本文通过对轴向柱塞泵噪声信号的监测,利用噪声信号的功率谱和倒频谱分析技术,成功地诊断出轴向柱塞泵的松靴故障,实现了非接触式的故障诊断,为液压泵的故障诊断提供了更加简捷,方便的途径。．     

基于Lyapunov指数分析的液压泵故障诊断方法研究

提出了一种基于最大Lyapunov指数分析的微弱信号检测新方法,依据该方法对柱塞泵的脱靴故障进行了实验诊断.实验结果表明,故障压力信号的最大Lyapunov指数比无故障时的正常信号的小,可以作为故障发生与否的定量判据,为旋转机械故障诊断提供了一条新途径.     

中介轴承?双转子?支承系统的非线性振动响应分析

为研究航空发动机转子运行过程中非线性振动响应特性,构建了一种由滚动轴承支承的双转子系统力学分析模型。该模型两端由滚动轴承支承,高低压转子由中介轴承耦合,使用频谱图和轴心轨迹图描述在不同中介轴承间隙下系统动力响应情况,并通过相图、庞加莱截面及分岔图分析系统在非线性动力学状态演化中周期、拟周期和混沌等复杂的动力学现象。结果表明:随着中介轴承间隙变大,系统振动频率变得丰富,转子系统在竖直方向的振幅变化量比水平方向振幅变化量大;双转子系统处于混沌状态的转速区间变大,严重影响系统运行的稳定性。研究结果为系统的优化设计、振动的控制和失效预防提供了一定的理论参考。     

用Lyapunov指数研究点焊位移信号的混沌特性

文中以混沌理论为基础,阐述了Lyapunov指数作为点焊位移时间序列的混沌判断原理,并对电阻点焊位移信号中进行了分析与研究,计算了4种不同工作状态下点焊位移信号时间序列的Lyapunov指数,研究表明,点焊位移信号中的最大Lyapunov指数均大于0,根据混沌理论可以断定点焊位移信号中存在混沌现象,应该采用混沌的方法研究与分析点焊位移信号,该研究为点焊质量的判断和预测开辟了新的途径.     

液压缸非线性作用下轧机辊系振动特性及机理研究北大核心CSCD

对轧机振动系统中液压缸的结构特点、运动特点以及相关因素的影响进行了分析,理论研究表明,液压缸非线性弹性作用可以由三势阱Mathieu-Duffing振子来描述。同时,考虑轧机辊系结构和外激励的影响,运用非线性动力学原理,建立了液压缸非线性作用下轧机颤振模型。通过数值仿真分析了液压缸弹性力一次线性项、三次和五次非线性项对轧机振动系统幅频特性的影响。最后,运用Melnikov定理求得轧机系统进入Smale马蹄存在意义下的混沌运动的临界条件,发现轧机系统随五次非线性项系数变化时,存在周期运动、多倍周期运动以及混沌运动等分岔行为。研究结论对揭示液压缸非线性弹性作用以及轧机振动机理具有一定的参考价值。     

热轧带钢厚差诊断专家系统的数据采集与处理系统

热轧带钢厚差诊断专家系统是基于传感器型的在线实时专家系统, 数据采集与处理系统是该专家系统的重要组成部分。精轧机组信号由传感器采集后, 需进行预处理。数据预处理包括三次预处理, 一次预处理包括速度折算、温度趋势项消除, 使影响厚差的各因素变量周期和幅值不经常改变;二次预处理包括低通滤波和高通滤波; 三次预处理是对低通滤波和高通滤波后的信号分别进行频谱分析, 得到特征参数并进行模糊处理。处理后的数据便可以用于厚差诊断专家系统的推理, 以提高厚差专家系统的命中率。     

铝合金点焊电极位移时序相空间重构及混沌特征分析

以混沌理论和相空间重构方法为基础对点焊焊接过程中电极位移信号时间序列进行了特征分析,并分别对试验获得的多组点焊位移信号时间序列的最佳时间延迟τ、关联维数D、嵌入维数m及最能体现混沌特征的李雅普诺夫(Lyapunov)指数进行了定量化的计算.分析发现点焊焊接过程中电极位移信号在某些情况下具有混沌特征,并与目前采用的小波能谱分析、分形维数分析进行了比较.结果表明,信号的Lyapunov指数特征能够更加精确的反映熔核尺寸变化.     

Detection and imaging of surface corrosion on steel reinforcing bars using a phase-sensitive inductive sensor intended for use with concrete

A new inductive sensor is described that exploits the principle of frequency shift and phase sensitive detection to identify and image corrosion on the surface of steel reinforcing bars intended for embedment within concrete. A search coil radiating a time-varying magnetic field experiences impedance changes when conductive and/or permeable targets are brought within its vicinity. Depending on the electrical properties of the target, the impedance changes are manifest predominantly as a shift in the Q-factor of the coil, or as a change in its inductance. It is the latter condition that is the primary effect with corrosion product. Under normal circumstances the change in inductance L is very small, but can be detected by configuring the coil as part of a free-running tuned oscillator, whose resonant frequency is governed by L. A shift in the sensor signal frequency is detected by comparing its phase to that of a signal produced by a stable reference oscillator (heterodyning), and producing a voltage proportional to the difference. Such phase sensitive detection is widely employed in metal detector instrumentation, but in this case the signal is used to produce images of corrosion. Significantly, experiments also show that the system is capable of detecting varying amounts of corrosion product, something that is beyond the capabilities of ultrasonic, X-ray or microwave sensing systems. At the present time, the sensor is capable of detecting and imaging a 2 mm thick layer of corrosion on a 20 mm diameter steel bar, located 30 mm below the surface of ceramic material whose conductivity and relative permeability is almost identical to that of concrete.     

Time reversal study of ultrasonic waves for anisotropic solids using a Gaussian beam model

Time reversal (TR) of ultrasonic bulk waves in fluids and isotropic solids has been used in many applications including ultrasonic NDE. However, the study of the TR method for anisotropic materials is not well established. In this paper, the full reconstruction of the input signal is investigated for anisotropic media using an analytical formulation, called a modular Gaussian beam (MGB) model. The time reversal operation of this model in the frequency domain is performed by taking the complex conjugate of the Gaussian amplitude and phase received at the TR mirror position. A narrowband reference signal having a particular frequency and number of cycles is then multiplied and the whole signal is inverse Fourier transformed to obtain the time domain signal. The original input signal is seen to be fully restored by the TR process of MGB model and this model can be more generalized to simulate the spatial and temporal focusing effects due to TR process in anisotropic materials.     

引弧用高频振荡器电路的数学分析及参数的确定

在引弧用高频振荡器工作原理的基础上 ,建立了高频振荡器的电路模型。通过对电路模型的数学分析 ,得到了暂态过程中电流、电压的数学表达式 ;本文对各数学表达式结合实际情况进行了深入分析 ;运用数学分析结果 ,并针对提高高频振荡器的引弧效果 ,对回路中各参数的关系及取值问题进行了讨论 ,得出了一些有意义的结论和电路参数的计算公式 ,为高频振荡器的设计与调试提供了一定的理论基础。     

水力振荡器压降及频率变化规律的试验研究

在研究水力振荡器结构和工作原理基础上,提出了水力振荡器压力/螺杆转速测试的设计方案;完成了在不同流量下不同定阀直径与动阀匹配时水力振荡器入口和出口的脉冲压力测试试验;通过对测试数据的频谱分析和相关性分析,总结阀口变化频率、压降随阀口直径的变化规律,测试结果对动定阀配合选型具有指导意义,为水力振荡器结构优化和参数设计提供技术支撑。     

占空比可调的超高频电火花加工脉冲电源的研制

从CPLD具有完全硬件逻辑的特点出发，提出了用CPLD发生占空比可调的超高频电火花加工脉冲信号的设想。通过利用多路（复用）器和计数器的连接与反馈，设计CPLD的数字逻辑算法，并在EPM7064中实现了占空比可调的超高频脉冲。在外部晶振频率为40MHz下，通过模拟仿真和实际输出，得到了8MHz的超高频脉冲，其占空比可调。     

螺杆式连续油管水力振荡器轴向力及其影响因素分析

随着长水平段油气井的增多，外径小、柔性大的连续油管在井下越来越易发生螺旋屈曲锁死以至无法继续下入。连续油管水力振荡器能够有效降摩减阻，延迟螺旋屈曲锁死，增加连续油管的下入深度，因而得到广泛应用。根据螺杆式连续油管水力振荡器工作过程中的运动和受力分析，得出其轴向力计算公式。采用灰色关联度法分析各影响因素对连续油管水力振荡器轴向力的影响程度，得出流量、流体密度以及转子偏心距对其轴向力影响最大。实例计算表明：连续油管水力振荡器最大轴向力随流量、流体密度以及转子偏心距的增加而变大；连续油管水力振荡器轴向力变化频率与流体密度无关，随流量增加而变大，随转子偏心距增加而减小。     

基于声发射信号模式的齿轮特征识别研究

鉴于声发射信号对齿轮早期裂纹具有独特的敏感性,对早期齿轮声发射信号的特征识别具有重要意义。介绍小波变换理论及其原理,建立齿轮疲劳试验平台,利用小波阈值降噪对不同工况下齿轮声发射信号进行预处理,获取高能量频段的信号并提取时域、频域特征参数,将其作为BP神经网络的输入,以识别不同工况下的声发射信号。实验结果表明：与去噪后的全频段信号相比,基于高能量频段信号所提取的特征参数具有更高的识别率,为早期齿轮故障信号分析和检测提供借鉴。     

基于钢岔管水压试验中的声发射检测技术应用研究

为保证钢岔管在水压试验过程中能够安全进行,本文采用声发射实时监测技术对钢岔管焊缝和母材产生的声发射信号进行实时监测。在升压之前,用断铅信号模拟源分析了随着传播距离的增加声发射信号衰减的情况,并给出了满足同类型试验的幅值与传播距离的关系式;在升压和保压过程中,综合采用声发射源的平面定位分析法、特征参数分析法、波形分析法对出现有意义的声发射信号时段进行了详细分析,为钢岔管水压试验的安全监测提供了技术支撑。试验结果对同类型钢岔管水压试验声发射安全监测具有一定的参考价值。