改进LMD和排列熵的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障振动信号的复杂特性和局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)方法存在的端点效应问题,提出了基于振动信号自相似性对左右端点两侧延拓来抑制端点效应问题的改进LMD、排列熵(Permutation Entropy,PE)及优化K-均值聚类算法相结合的轴承故障诊断方法。首先通过改进LMD将非线性、非平稳的原始故障振动信号分解出一系列的乘积函数(Production Function,PF)分量,对包含主要故障信息的PF分量提取PE值作为故障特征分量,在提取特征量的基础上,最后采用优化后的K-均值聚类算法对故障类型进行识别分类。将该方法应用在滚动轴承实验数据,实验结果表明该方法可以准确、有效的实现滚动轴承的故障诊断。     

差分吸收NO_2激光雷达波长漂移和能量波动对浓度反演的影响

为评估差分吸收二氧化氮激光雷达中激光器的稳定性对反演浓度的影响,以NO_2的吸收谱和激光雷达方程为基础,分析了波长漂移和能量波动对距离分辨差分吸收激光雷达浓度反演带来的相对误差。采用两台Nd:YAG激光器的354.7nm波长分别泵浦两台染料激光器的方式,产生差分吸收探测所需的两个波长λon(448.10nm)和λoff(446.80nm),搭建探测大气NO_2实验系统,并就波长漂移和能量波动对NO_2浓度反演影响进行了实验验证。实验结果表明:在没有稳频条件下,当λon和λoff波长漂移≤0.005nm时,引起的浓度相对误差为≤3%;能量波动对反演浓度没有影响,但能量降低减小探测距离,当能量下降≤5%时,探测距离≤100m,实验结果与理论计算基本一致。最后,开展了大气NO_2浓度实验观测,获得实验期间水平及垂直高度0.5~3km内NO_2浓度的分布廓线,系统稳定可靠。本方法为实用化NO_2差分吸收激光雷达的设计及应用提供了理论依据及技术支持。     

梦之线光栅单色器温度起伏对能量漂移的影响

为了确保光栅单色器温度起伏引起的能量漂移不影响光束线的表观能量分辨率,建立了单色器高精度的恒温环境。结合上海光源梦之线设计,根据光栅衍射方程推导出单色器温差与能量漂移之间的关系;据此设计了沿光束方向温度起伏较小的单色器恒温环境,测试了温度控制系统不同条件下的长期温度稳定性,并通过长时间多次测量氮气K边吸收谱的方法,得到了相应的能量漂移。结果显示:温度控制系统未启动的情况下,棚屋内最大温度变化约为0.62K,测得的能量漂移约为49 meV;温度控制系统使用独立冷水机时,最大温度变化约为0.20 K,相应的能量漂移约为17meV。实验表明,建立的单色器恒温环境满足设计要求,使得单色器温差引起的能量漂移对梦之线表观能量分辨率的影响得到有效控制。     

随机环境中具有迁移的两性分枝过程的极限性质

在独立同分布的随机环境下,给出随机环境中具有迁移的两性分枝过程[Z_n,n≥0],并且迁移人口数与当前人口数有关。本文引入每个配对单元的条件均值增长率,讨论增长率的性质,得到该过程条件均值的上下界,研究了过程由此上下界规范化过程的极限性质。     

基于边缘增强和快速非局部均值的边缘图像去噪

针对全变分模型不能很好的保持图像边缘信息这一问题,有学者提出了基于边缘定向增强扩散模型,但该模型对图像细节处理不够.快速非局部均值(Fast Non-local means, FNLM)算法利用图像的自相关性与结构信息的冗余性,提高了去噪效果,但不能同时最大限度保持图像边缘信息又抑制平坦区域噪声.由于通过利用结构张量性质,可获取图像的边界、拐角、纹理等重要信息,本文引入结构张量改进边缘定向增强扩散模型,保持了图像边缘,并在此基础上提出了一种基于边缘增强和快速非局部均值的边缘图像去噪模型.该模型通过选取不同的边缘增强正则化参数,根据图像扩散幅度不同,获取带有纹理及噪声的边缘图像;然后对该边缘图像进行FNLM去噪,即过滤出图像原有的纹理结构信息;最后将之反馈到之前的边缘增强去噪图像中.实验结果表明,该方法不仅能够保留较多的纹理细节信息,而且很好的缓解了图像平滑和细节保持的矛盾.     

基于时间序列突变误差校正的超短期风速联合预测模型

为了提高风速预测的准确性,提出了一种超短期风速联合预测模型.该模型首先利用经验模态分解与局部均值分解分别将风速数据分解为一系列相对平稳的分量,然后采用灰狼算法进行参数寻优的支持向量机(GWO-SVM)对分量进行预测,最后整合所有分量的预测结果得到风速预测结果.此外,为了减小预测过程中存在的误差,对误差类型进行了分类和分析,提出了一种基于时间序列突变的误差校正方法,采用时间序列预测模型直接对误差值进行校正,有效地减小了风速预测的误差.最后,通过仿真实例,证明了该风速联合预测模型和误差校正方法可以显著地提高风速预测的准确性.     

小波变换在MEMS陀螺仪去噪声中的应用

在介绍小波分析理论的基础上,本文采用双正交静态小波基对陀螺仪去漂后的残差信号进行不同尺度的分解.通过不同小波基滤波效果的比较,发现双正交样条小波具有较好的去噪性,其分解和重建滤波器系数也十分简单,验证了小波变换在陀螺仪测漂信号去噪中的可行性.     

振动管式液体密度传感器数学模型研究

本文介绍了振动管式液体密度计的数学模型,推导了其在出厂标定与发生系统漂移后一对重要参数的比例关系,优化了被测液体密度与振动管谐振周期的对应关系,结果证明,本方法所得曲线不仅拟合精确,还能有效消除系统漂移对测量结果带来的影响.     

动力调谐陀螺仪温度补偿技术研究

为了减小温度变化对动力调谐陀螺仪性能稳定性的影响,设计了温度补偿方案.利用控温箱,有计划地改变陀螺仪工作温度,实验测得各温度下陀螺仪的漂移,建立陀螺仪输出的温度模型,通过测温元件,实测该时刻的陀螺仪温度值,估计出陀螺仪当前温度下的漂移输出值,从陀螺仪实测的输出值中将估计出的漂移值扣除,即为陀螺仪补偿后的输出.仿真表明:在26℃～50℃温度范围内,温度补偿后的陀螺仪漂移输出小于0.050/h,满足设计指标要求.可见,此温度补偿方案能有效减小陀螺仪温度漂移.