机车故障诊断的局域均值分解解调方法

为了有效地识别机车走行部的早期故障,提高我国重载机车的运输能力,提出了一种针对机车故障振动信号的局域均值分解(LMD)解调诊断方法.LMD能够将多分量的调制信号自适应地分解成一系列乘积函数分量,分解与解调过程可同步完成.与Hilbert-Huang变换相比,LMD方法不需要通过Hilbert变换求解瞬时频率,从而避免了Hilbert变换加窗效应所带来的解调误差.由于不受Bedrosian和Nuttall定理的限制,不会出现负频率现象,通过滑动平均方法得到信号的局域均值和包络,因此不存在过包络、欠包络和断点效应.通过对实际机车走行部轴承和齿轮振动信号的分析,成功地提取了故障特征,与经验模式分解进行比较的结果说明,采用LMD方法提取尽可能多的有意义的调制分量,不仅避免了Hilbert变换加窗效应所带来的解调误差,而且更适合于多分量调制信号的处理.     

小波技术在机械监测诊断领域的应用现状与进展

对近两年我国及日本在机械监测诊断领域内小波技术的研究与应用进行了回顾,简述了小波技术的研究及其在旋转机械,往复机械,齿轮,轴承,建筑结构,疲劳损伤等方面的应用中所取得的可喜进展和特点,指出应根据小波函数的性质有针对性地应用,以取得更好的效果。     

冗余第2代小波构造及机械信号特征提取

针对强噪声背景下机械信号故障特征的提取问题,构造了一种提取该类信号时域特征的冗余第2代小波方法.该方法通过对初始预测算子和更新算子插值补0,来获得不同分解层上的预测算子和更新算子.冗余第2代小波不需要剖分运算,直接利用构造的算子对逼近信号进行对称预测和更新,可使逼近信号和细节信号的数据点数保持不变,并根据每层细节信号的噪声特点选取降噪阈值门限.实验和工程振动信号分析表明,冗余第2代小波的降噪效果优于其他类型的小波方法,较理想地提取出了滚动轴承内圈剥落和汽轮发电机组高压缸蒸汽激振的时域故障特征.     

一种改进的第2代小波变换算法及应用

为了获得基于分析数据特征的小波函数,将第2代小波变换插值细分方法与最优估计理论相结合,提出了一种改进的第2代小波变换算法,在设计预测系数时,以小波分解的细节信号的平方和最小为目标函数,使预测满足一定的消失矩,通过最小二乘法确定预测系数,使预测系数能够反映分析数据的特征,采用最优插值估计的第2代小波变换分解及重构算法的降噪效果优于其他类型的小波,因此较理想地提高了滚动轴承振动信号的信噪比。     

基于支持向量机故障分类器的参数优化研究

针对基于支持向量机故障分类器的参数优化问题，讨论了以半径-间距上界(RM界)最小化为目标的支持向量机参数优化的原理，提出了一种简化算法．针对梯度下降算法计算复杂和在梯度无法求出时不能实现优化的不足，简化算法不需计算梯度，而是利用固定的迭代步长来实现核函数一个参数的优化．依据简化算法实现了二分类故障分类器的参数优化，并应用于汽轮发电机组的蒸汽激励和轴瓦松动故障的分类器中．测试结果表明，通过参数优化可提高故障分类器的分类能力．     

第2代小波变换及其在机电设备状态监测中的应用

为了解决最佳小波基函数选择的问题，采用第2代小波变换的方法构造小波，从振动信号中提取机电设备故障信息。第2代小波变换与经典小波变换不同，它不依赖Fourier变换，所有的运算在时域上进行，通过设计预测算子和提升算子可以构造具有某种特性的小波。针对机电设备的状态监测和故障诊断，阐述了一种离线设计预测算子和提升算子的方法，通过求解线性方程组确定预测系数和提升系数，并在此基础上构造基于插值细分方法的第2代小波变换算法。在某炼油厂机组的状态监测和故障诊断中，采用该算法有效地提取了轴系不对中的故障信息。     

基于小波有限元方法的复印纸张温度场仿真研究

复印机定影过程的温度场仿真研究对提高定影效果具有重要意义。由于定影过程温度场变化梯度大，用传统有限元分析时存在着明显的数值振荡，引起数值失真。本文利用Daubechies小波尺度函数，构造了适用于热传导问题分析的小波单元，对复印纸张复印过程的温度场变化进行了仿真研究，并与传统的有限元方法进行了比较，显示了小波单元对于大梯度问题分析的优越性，为了提高复印机的定影效果和改善复印机的性能研究提供了新方法。     

周期和冲击混合特征信号的自适应波形分解

导出了一种适合于分解机械动态信号的基元函数，它与提出的自适应信号分解方法相结合，能够将机械动态信号分解为正弦波和冲击响应的线性展开，因此不仅可以从信号中提取平稳的周期波形，而且还可以提取非平稳的冲击响应波形，特别是当信号中同时含有2种特征波形时，可以将其分别提取出来。转子冲击实验结果也证明了所推导的基元函数的有效性，并与Gabor基元函数进行了比较，表明应用提出的基元函数能够更有效地提取信号中的冲击响应波形。     

基于支持向量机的机械故障诊断方法研究

针对因缺少大量故障数据样本而制约机械故障智能诊断发展的问题，提出了一种基于支持向量机的机械故障诊断新方法，介绍了该方法的原理和算法，并利用模拟故障数据建立了多故障分类器。这种诊断方法只需要少量的时域故障数据样本来训练故障分类器，不必进行信号预处理以提取特征量，便可实现多故障的识别和诊断。测试结果表明，当数据样本中含有26％的噪声时，故障分类器仍然能正确分类多种故障。这种诊断方法具有算法简单、可对故障在张分类和故障分类能力强的优点。     

纸张动态分析中阻尼矩阵的实验确定方法

采用激振实验的方法，对纸张在空气中振动时的阻尼特性进行了研究，提出了在纸张动态响应有限元分析中阻尼矩阵的确定方法和详细步骤。以该方法确定阻尼矩阵，对悬臂状态纸张的动态响应进行了有限元分析，分析结果与实测结果非常吻合，表明由该方法确定的阻尼矩阵能够较真实地反映纸张在空气中振动的阻尼特性。