基于MATLAB的振动信号消除趋势项处理方法

在汽车整车振动试验时,采集前端受车载电源、温度及噪声等外部环境的干扰数值易偏离真实数值,给后续信号处理带来了误差甚至错误,因此振动信号的预处理在信号分析过程中非常重要。文章介绍了对汽车振动原始信号进行消除趋势项处理的主要方法,并在MATLAB编程平台上进行算法编程实现,给出了主要的程序代码。结果表明,振动信号在消除趋势项后得到了较好的改善。     

发动机台架试验振动信号预处理及频谱校正

为了使采样数据尽可能接近发动机振动信号的真实值,在MATLAB软件中综合采用各种信号预处理方法对柴油发动机台架试验振动信号进行处理,同时利用离散频谱比值校正法对处理后的振动信号进行频谱校正。结果表明信号的预处理方法和频谱校正法是非常重要的数据中间处理手段,振动信号的预处理能消除采样数据中存在的长周期趋势项并减少高频噪声的干扰,同时频谱校正法可保证时域幅值及快速傅里叶（FFT）变换后频谱幅值的精确性。     

时域积分在振动信号分析中的应用

为研究某装载机样机配置的新型发动机罩的振动特性,利用三维建模建立装载机发动机罩模型并使用有限元法对其进行了模态分析,重点分析了前几个阶次的固有频率和振型,结果显示发动机罩整体存在刚度偏低以及低阶次模态振型分布集中的现象.对样机发动机罩的水平和垂直两个敏感方向进行了振动加速度测量,对比了两种信号积分方法的使用范围及优势,利用时域积分方法对所测加速度信号进行了积分处理,并用最小二乘法拟合积分信号中的趋势项加以修正,得到了较为精确的振动速度及位移信号.通过对机罩两个敏感方向的振动加速度、速度和位移信号的综合分析,判断发动机罩刚度偏低,振动量偏大,易产生干涉.模态分析及振动信号分析结果为下一步发动机罩样品的优化改进提供理论依据及改进方向.     

越野汽车试验场载荷信号的采集及预处理技术

以某型越野汽车为研究对象,在某试验场不同道路条件下进行了整车载荷信号采集,并介绍了信号采集方法.为提高数据采集的真实性和可靠性,对试验场载荷信号进行了信号时标的一致性处理、异常点判别与剔除、趋势项消除、数据检验、样本选择及傅里叶低通滤波等预处理,为下一步进行室内道路模拟试验载荷谱的强化处理奠定了基础.     

汽车发动机振动信号的数字阶次跟踪分析

针对利用传统的FFT方法对汽车发动机振动信号进行分析时,由于采样频率固定而机构转速变化易引起的"频率混淆"问题,论述了发动机振动信号的数字阶次跟踪方法.以丰田某4缸柴油机为例,对其进行了振动信号的数字阶次跟踪分析.结果表明,数字阶次跟踪能有效地消除频率混淆,是较传统FFT方法更为有效的测试分析方法.     

基于缸盖振动信号的柴油机多工况气缸压力识别方法研究

对某12150型柴油机进行了缸内燃烧激励的瞬态动力学计算,分析了其缸盖振动的位移、速度和加速度与缸内燃烧特征参数的对应关系。接着在此基础上,对实测振动加速度进行数字积分和平均滤波得到振动位移信号,并利用希尔伯特包络和滑动平均法提取了振动位移的趋势项。再以该趋势项为输入参数构建了Adaboost_BP集成神经网络模型,最后利用此模型对不同工况下的缸内压力进行识别。结果表明:振动位移趋势项与缸内压力的良好对应关系和参数本身的简洁性有效降低了神经网络输入的复杂度,提高了神经网络的训练效率;集成神经网络模型能够准确识别不同工况下的缸内压力,其泛化性和精度均有大幅度提高。     

基于EMD理论的等角度重采样方法在凸轮轴故障诊断中的应用

将一种无转速测量信号,基于希尔伯特—黄变换等角度重采样的阶次分析方法应用于发动机凸轮轴故障诊断,从而有效消除转速波动的影响,使信号处理与分析结果更加准确.应用所提出的方法对某6缸柴油机缸体振动信号进行分析,对比凸轮轴轴瓦断裂修复前后振动信号特征的变化,有效地提取出了故障特征.     

希尔伯特-黄变换联合分析法在桥梁健康监测模态参数识别中的应用

采用希尔伯特-黄变换方法对桥梁原始振动信号进行分析处理,由于原始信号中信噪比不同,导致在经验模态分解过程中出现模态混叠现象,增加了桥梁模态参数识别难度.结合北京立水西桥健康监测系统振动分析实例,通过将带通滤波与希尔伯特-黄变换相结合的方法,提高桥梁振动信号信噪比,消除在经验模态分解过程中的模态混叠现象,并获得信号的时间～频率局部信息,最后通过绘制桥梁振动时间～频率～振幅曲线,识别桥梁阻尼与频率,并将识别成果与荷载试验结果做对比,其误差在合理范围之内.     

基于小波分析的车载激光雷达冲击振动噪声处理方法研究

针对车载激光雷达输出信号精度受冲击振动噪声影响的问题,建立了冲击振动激励与电路振动噪声响应之间的数学模型,提出了一种基于小波分析的噪声消除方法。该方法通过对车载激光雷达输入冲击激励信号进行小波分析,对输出振动噪声响应信号进行高斯函数拟合,建立了二者间的关联函数,在此基础上设计了输出噪声处理算法。仿真结果表明,该算法对冲击振动引起的车载激光雷达输出噪声有明显消噪效果。     

振动信号在内燃机检测中的应用

文章介绍了振动信号在内燃机检测中的应用.对振动信号采样频率、测点布置方式及传感器的安装方式进行了讨论,为振动信号的准确测量提供了依据.指出振动信号可用于内燃机气门系,燃油喷射系统及活塞等的故障诊断并对燃烧状态进行评价,得出今后可通过对振动信号的分析,获得和缸内燃烧相关的信息,对内燃机状态的诊断提供参考依据,并且能够为内燃机电子管理系统提供参考信号.     

轮毂电机驱动电动微型车车内噪声道路试验分析

通过道路试验的方法针对四轮轮毂电机驱动电动微型车车内噪声问题进行振源、传递途径以及主要贡献板件识别.分析中分别加速工况、回馈制动工况和匀速行驶工况下车内噪声和结构振动信号进行测量,通过对试验数据时间域、频率域、阶次跟踪分析发现:轮毂电机引起的6阶振动是车身结构振动和车内噪声的振源;不同频率范围内车身各结构板件对车内噪声有不同的影响并进行了相关的分析.试验结果对轮毂电机驱动电动车的进一步开发具有参考价值.     

轨道过渡段沉降不平顺对车体振动影响研究

为研究过渡段不同弯折角对车体振动影响,以日常保养、舒适度、安全管理、限速管理等指标限制过渡段的沉降差。通过建立新型车辆单元模型,推导车辆系统振动有限元方程,采用Newmark数值积分方法并借助Matlab编程求解,得出三种速度工况下四大管理指标对应的过渡段弯折角限值。     

下挂式人行桥由于交通荷载引起的舒适性分析

将人行道下挂在两幅主桥之间,这种设计方法在国内尚属首次应用,下挂结构刚度较小,由主桥的交通荷载引起的振动直接影响了行人的舒适感和安全感,因此这类人行桥的舒适性问题需要特别的研究。该文采用车桥耦合振动,通过大量数值模拟分析研究由于车辆过桥时引起的人行桥的振动响应。结果表明在良好路面条件下,当车辆(重车)少于10辆/侧时,人行桥的舒适性基本满足要求。路面平整度对舒适性有很大的影响,行车速度对人行桥的舒适性影响不明显。     

公路桥车桥耦合振动的隐式和显式分析方法研究

求解公路桥在车辆荷载作用下的振动响应,不仅能为设计提供参考,还可以为桥梁运营阶段的管理和养护提供依据。对比分析车桥耦合振动的隐式和显式分析方法,分别在Matlab自编程序和LS-DYNA有限元程序中建立隐式模型和显式模型,以一座简支空心板梁桥为算例,用两种分析方法分别求解该桥在移动车辆荷载作用下的振动响应,并将数值计算结果与实测结果对比,分析两种方法的合理性。研究结果表明,两种建模分析方法各有利弊,显式建模计算结果峰值偏大,综合考虑,建议采用隐式建模分析方法求解车桥耦合振动响应。     

燃料电池轿车车内噪声特性试验分析

在半自由场消声室内四轮转毂试验台上对燃料电池轿车进行了声振特性测试,采集了不同车速工况下车内噪声信号及运动部件的振动加速度信号。分析了不同车速工况下车内噪声的分布状况及主要频率成分。通过信号分析表明,车内噪声来源于驱动电机总成和燃料电池系统中的氢泵、风机,产生的噪声通过空气直接传到车内,同时引起车身板件振动并向车内辐射噪声。根据样车的结构特点提出了减振降噪措施。     

汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化

以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下的柔度优化,最终得到了同时满足静态柔度最小和振动低阶频率最高要求的控制臂拓扑结构。     

多轴车辆——桥梁耦合振动响应的数值解法

针对复杂的车桥耦合振动问题,基于D’Alembert原理导出了3轴5自由度车辆的运动方程,考虑了桥面不平度和车辆与桥梁之间的协调条件,推导了车辆与桥梁的相互作用力,基于模态综合理论建立了3轴移动车辆—桥梁耦合振动的微分方程组,编制分析程序并运用HHT方法进行了数值求解。通过算例和某3跨刚架桥的动载试验研究结果验证了该方法的正确性和有效性。对于复杂的多跨桥梁的振型函数可以通过有限元方法求解然后通过插值函数得到,该方法不仅适用于单跨简支梁,也适用于多跨连续梁桥车桥耦合振动问题的求解,具有过程简单,编程方便,计算速度快,且精度很高,特别适合于工程实际问题的计算。     

钢管混凝土拱桥在移动车辆荷载作用下的振动分析

以某主跨110m的自锚式钢管混凝土中承桁架拱桥为对象,分析了该桥的自由振动特性和移动车辆荷载作用下主跨桥面系的振动特性。计算结果表明:采用单轴和双轴移动车辆模型计算出的桥面系振动特性差别不大;不同车速的移动车辆荷载引起桥面系的振动响应不同,车速快时,桥面系竖向振动的最大位移减小,竖向振动的最大速度和加速度增加。     

车辆振动瞬态分析及动荷载

以装有平衡悬架和全悬浮驾驶室的三轴载重车为研究对象,建立受多点位移激励的多自由度车辆振动模型。采用数值模拟方法生成路面的随机激励时域函数,对车辆振动系统进行瞬态分析,求得车辆动荷载的最大瞬时值并与采用功率谱分析得到的结果进行比较。