基于时频谱图的脉冲噪声抑制方法

从时频分析的角度,提出了一种新的音频信号脉冲噪声的处理方法。该方法基于被污染信号的时频谱图,通过区分纯净信号和脉冲噪声信号的频域特性与相关性来检测脉冲噪声。首次提出前后信息相关联的"限幅"噪声抑制方法,并利用带过滤系统的中值滤波方法分别对短时和暂态两种脉冲噪声信号加以抑制和消除。和信噪比相比,还进一步提出了四个指标专门用于评价去除脉冲噪声方法的性能。基于这四个指标,分析了如何调整参数以获得更好的检测和修复性能,并用大量仿真实验证实了这种新方法的有效性。最后给出了系统仿真结果,并指出了该方法的应用前景。     

基于盲信号处理的机械噪声监测与故障诊断

摘　要: 在介绍盲信号处理统一模型的基础上,全面归纳了其典型算法,综述了它在机械噪声监测与故障诊断中的研究现状,重点讨论了混合模型、噪声盲源分离与盲解卷积、盲源分离与多种技术的结合、噪声监测与诊断系统研究等方面的应用,并指出需要进一步研究的主要问题。
     

时频谱相似性度量的故障特征提取方法

针对齿轮或轴承在局部故障损伤状态下的振动信号,提出一种基于时频谱相似性度量的故障特征提取方法,用于齿轮或轴承相关故障的诊断。该方法首先利用比例因子可调的S变换对振动信号进行时频变换;然后在S变换时频谱中,选取一个显著的冲击特征,保持其频率不变,令其沿时间轴方向,从初始时间平移至终了时间,同时计算冲击特征与所遮掩时频区块之间的余弦相似度和相关系数;平移结束后获得余弦相似度和相关系数的曲线。仿真信号和齿轮、轴承故障振动信号的处理结果表明,余弦相似度曲线和相关系数曲线均可展现出故障冲击特征的周期性变化规律,且两者的频谱均能够提取出故障特征频率,实现齿轮或轴承相关故障的识别。     

基于频域盲解卷积的机械设备状态监测与故障诊断

在介绍频域盲解卷积（FDBD）模型的基础上,重点论述了其在工程信号特征提取中的关键技术：抑制循环—部分卷积误差的方法、次序不确定性的消除方法以及复数域盲分离算法的原理和应用。针对复杂环境或复杂机械设备结构中声、振信号的特征提取,全面综述了频域盲解卷积技术在机械设备状态监测和故障诊断中的研究现状,利用声学实验验证了其实际应用价值。论文最后指出了未来需要进一步研究的主要问题。     

基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮启停过程中故障振动信号的调频特性,提出了基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法,并将其应用于齿轮瞬态信号的分析。广义解调时频分析是一种新的时频分析方法,它可以将多分量的信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的单分量信号,每个单分量信号可以是调幅-调频信号,因此非常适合处理多分量的调幅-调频信号。而当齿轮发生故障时,其启停过程中的振动信号就表现为多分量的调幅-调频特征。在基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法中,首先采用广义解调时频分析方法将齿轮瞬态信号分解为若干个单分量信号,然后计算各个分量的瞬时频率,再对其瞬时频率信号进行重采样,最后对重采样信号进行频谱分析得到阶次谱,从而提取齿轮振动信号的故障特征,判断齿轮的工作状态。仿真信号和实验信号的分析结果表明了该方法的有效性。     

脉冲噪声下基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知

为了实现脉冲噪声背景下频谱感知,本文提出基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知方法。Alpha稳定分布噪声影响信号的分形盒维数值。由于Myriad滤波可以抑制Alpha稳定噪声,所以先对接收信号Myriad滤波,再计算其分形盒维数值作为检验统计量。仿真结果表明,该方法在Alpha稳定分布噪声下具有良好的频谱感知性能     

基于二次EEMD的Wigner-Ville分布旋转机械故障信号分析及试验研究

摘 要： Wigner-Ville分布（WVD）凭借优良的数学性质被广泛应用于信号处理等领域,但因其不满足可加性而引起的交叉项却影响信号分析的准确性。针对此问题提出利用二次聚合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)消除Wigner-Ville分布交叉项的方法。该方法首先用EEMD将原信号分解成为若干本征模函数（Intrinsic Mode Function,IMF）,再利用EEMD对获得的IMF进行二次处理,得到一组新的IMF,然后对新得到的若干模态成分分别进行WVD计算,最后将各项结果求和得到信号的WVD分布。该方法在改善模态混叠的同时有效地消除Wigner-Ville分布交叉项,并保留Wigner-Ville分布的各种优良特性。将该方法应用于转子碰摩故障诊断,效果很好。     

基于SOA的设备远程监测与故障诊断系统体系结构研究*

针对当前设备远程监测与故障诊断系统日趋复杂的业务逻辑和功能需求,本文提出了一种基于SOA的设备远程监测与故障诊断系统的体系结构,依据面向SOA的设计思想,通过对远程监测与故障诊断系统的业务逻辑和功能需求进行不同层次、不同粒度的抽象和划分,建立了一个松散耦合的Web服务系统,并给出了各个核心功能模块的设计和实现方案。最后,本文设计并实现了一套演示系统验证了整个体系结构的可行性。     

基于重构相空间短时状态预测残差的直升机旋翼损伤跟踪方法

运用相空间重构技术与Volterra泛函级数提出基于短时状态预测残差的旋翼损伤跟踪方法。应用相空间重构方法将旋翼状态监测信号变换到不同维数的相空间内以不同时间尺度观测系统的动态行为特性,从新视角研究旋翼损伤的演化过程,据旋翼实测相轨迹与Volterra基准状态模型预测结果之间的残差生成新的损伤观测信号,采用Unscent-ed滤波器对Volterra基准模型预测残差进行滤波,可进一步优化估计旋翼的损伤状态。该方法可利用单个状态监测信号的非线性特性在相空间中重建旋翼系统动力学本质,可更有效地开展旋翼的损伤跟踪与使用监测。     

基于模态综合和移频方法的中频段模态计算

采用基于特征约束模态降阶的模态综合方法计算结构中频段振动特性时,针对低阶特征约束模态不能截断的问题,引入了移频方法对子结构动力学方程进行变换,并推导了移频后低阶特征约束模态与系统中频段模态的关系,结果表明：采用移频方法后,低阶特征约束模态可以截断。采用该方法计算了某白车身有限元模型160~190Hz频段内的振动特性,结果表明：采用移频方法后,保留的特征约束模态阶数较少,系统振动特性的计算时间较短,说明该方法有助于提高复杂结构中频段振动特性的计算效率。     

一种基于内模控制的分数阶控制器设计

目的为了解决分数阶控制器参数整定复杂问题,引入内模控制思想,从而得到分数阶内模控制器控制的被控对象。方法依据最大灵敏度整定所得分数阶内模控制器中的参数,避免参数整定的盲目性。结果相对于传统的分数阶控制器,基于内模控制思想设计得到的分数阶内模控制其设定值跟踪及抗干扰性能更优。结论仿真结果表明基于文中方法设计所得的分数阶内模控制器在模型失配时,仍具有较好的鲁棒性和控制精度。     

区域噪声监测点位的噪声岛地形布点法应用初探

环境噪声污染日趋严重的影响人们的正常生活。应用科学的优化噪声监测点位的方法，可对区域环境噪声污染进行正确评价，对政府的决策及规划管理具有重要意义。目前,多数城市的区域环境噪声监测点位优化方法,都具有一定局限性。以吉林省长春市某区域为例，采用集成神经网络为主要技术手段，首次应用“噪声岛”地形法对区域环境噪声监测点位进行优化选取，并在此基础上对最佳噪声监测点位选取与优化规则进行初步探究。     

基于时频增强的滚动轴承少样本故障诊断方法

针对滚动轴承故障样本稀缺、振动特征提取困难导致故障诊断准确率低的难题,提出一种基于时频增强的滚动轴承少样本故障诊断方法。首先,对滚动轴承一维振动信号进行重叠采样,利用连续小波变换对采样信号段进行时频域特征映射,构造二维时频矩阵;其次,通过深度卷积生成对抗网络对真实时频样本进行训练后,将生成时频样本加入到训练集中;然后,采用时序卷积网络融合深层次的时频域特征;最后,构建Softmax分类器输出与故障类别对应的状态。仿真实验结果表明,在仅有10个训练样本的条件下,该方法在凯斯西储大学滚动轴承数据集中的诊断准确率均值达91.00%,相较未经时频增强的方法提高了7.56%,并利用实测数据验证了时频增强方法能够显著提升少样本情形下的故障诊断准确率。     

基于非负矩阵分解的机场噪声监测点优化布局

近年来国内民航迅速发展，机场的新建、扩建和航空运输量的持续增长使得机场噪声污染事件不仅持续上升，而且噪声污染程度也日益加重，因而强化机场附近噪声污染的监测对机场建设及其环境评估十分重要。针对机场噪声污染监测问题，提出一种基于非负矩阵分解(NMF)方法对机场噪声监测点布局问题进行优化求解。该方法以大量网格点作为候选监测点，对单个飞机噪声事件候选监测点的噪声值所形成的矩阵按非负矩阵分解进行区域划分,得到噪声影响子区域。进一步以各子区域的中心点作为该区域的噪声影响代表点,以此确定机场噪声监测点数目和位置。研究结果表明所获得的解比贪心算法得到的解更优，需要的监测点更少。     

A 3D Computational Model of RC Beam Using Lower Order Elements with Enhanced Strain Approach in the Elastic Range

A procedure has been described to carry out three-dimensional elastic analysis of reinforced concrete beam employing finite element technique, which uses lower order elements. The proposed procedure utilizes 8-noded isometric solid /hexahedral elements HCiS18 with enhanced assumed strain (EAS) formulation, recently developed in the literature, to predict load-deformation and internal stresses produced in case of a simply supported RC beams in the elastic regime. It models the composite behaviour of concrete and reinforcements in rigid /perfect bond situation and their mutual interaction in bond-slip condition considering continuous interface elements at the material level. Although, bond-slip relation are very much non-linear in behaviour even at the beginning of the loading condition, predictions from the proposed model /procedure are found to be very close to the experimental observations as far as accuracy is concerned in the elastic range. The sole purpose of this paper is to demonstrate the general applicability and to explore the potentiality of using lower order solid elements in the 3D finite element analysis with an aim of developing a general analytical method for the study of reinforced concrete beam in the elastic range.     

A New Method to Extract Noise Parameters Based on a Frequency- and Time-Domain Analysis of Noise Power Measurements

A new on-wafer noise parameter measurement method at a 2.8-18-GHz frequency band is presented. This measurement method is based on both temporal and spectral analysis of noise power measurements. We present the method and the experimental results on an active two-port. It requires less equipment than the classic noise parameter measurement method. It gives direct results for 801 points in the 2.8-18-GHz frequency band.     

Analysis and Improvement of Steganography Protocol Based on Bell States in Noise Environment

In the field of quantum communication, quantum steganography is an important branch of quantum information hiding. In a realistic quantum communication system, quantum noises are unavoidable and will seriously impact the safety and reliability of the quantum steganographic system. Therefore, it is very important to analyze the influence of noise on the quantum steganography protocol and how to reduce the effect of noise. This paper takes the quantum steganography protocol proposed in 2010 as an example to analyze the effects of noises on information qubits and secret message qubits in the four primary quantum noise environments. The results show that when the noise factor of one quantum channel noise is known, the size of the noise factor of the other quantum channel can be adjusted accordingly, such as artificially applying noise, so that the influence of noises on the protocol is minimized. In addition, this paper also proposes a method of improving the efficiency of the steganographic protocol in a noisy environment.     

应用Java3D技术构造网络虚拟现实环境的方法

Java3D是Java语言在三维领域扩展的一组API,可用于快速构建虚拟现实环境.通过比较两种创建虚拟现实环境的方法,提出一种利用Java3D技术创建虚拟现实环境的方法.着重介绍了利用Java3D构建虚拟现实环境的几个关键技术和具体实现方法,并实现了一个原型系统,同时给出了系统结构和功能.用户可以利用该系统非编程快速搭建所需的三维场景,并且能实现人与场景的交互.     

基于LSSVM的多元过程非参数监控方法研究

多元控制图常用于对多个相关变量进行监控,用以发现制造过程中存在的系统性变异。当多元过程的分布未知时,常用非参数方法进行过程监控。针对多元过程监控问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的多元过程非参数监控方法。在仅有受控数据(参考数据集)的条件下,采用移动窗口技术对过程数据序列进行预处理,并与参考数据集一起用于对LSSVM进行动态训练,进而以移动窗口中的数据与分类超平面之间的距离为控制变量进行多元过程监控。讨论了监控模型设计与参数选择方法并通过仿真和实例进行了性能评估。     

A Method Based on Piecewise Linear Models for Accurate Restoration of Images Corrupted by Gaussian Noise

Piecewise linear (PWL) models are very attractive for image processing due to their simplicity and effectiveness. A new filtering architecture adopting multiparameter PWL functions is proposed for accurate restoration of images corrupted by Gaussian noise. The filtering performance is analyzed by taking into account the different behavior from the point of view of noise removal and detail preservation. The sensitivity to a change of the parameter settings is also investigated. In the new approach, the parameter values are automatically selected by resorting to a procedure that estimates the standard deviation of the Gaussian noise. Results dealing with different test images and noise variances show that the method yields a very accurate restoration of the image data