航空发动机转子碰摩故障瞬时频率诊断方法

分析了航空发动机转子碰摩故障振动信号的基本特征, 提出了故障信号瞬时频率诊断方法。运用解析小波将故障信号变换到小波域, 利用小波系数的振幅和相位信息综合确定瞬时频率, 根据瞬时频率的特征诊断故障, 并对比了故障信号瞬时频率诊断方法与窗口Fourier变换方法故障诊断结果。数值分析结果表明: 利用瞬时频率诊断方法提取碰摩信号的瞬时频率比利用窗口Fourier变换得到的结果更精细, 并可获得用短时Fourier变换无法得到的一些瞬时频率曲线。     

基于短时比较分布的信号识别方法

为了在时频域内快速而有效地对信号进行识别，在对相关域内短时信号模糊函数进行分析的基础上，针对短时信号提出了短时比较分布（SCD）的概念并给出了其核函数，通过选取少量短时信号并比较它们的SCD，从而实现复杂信号的识别，实验结果表明，由于SCD具有较强的交叉项抑制能力，该识别方法在减少计算量的同时，也具有较好的抗噪声性能．     

混凝土结构脉冲回波信号的时频分析研究

混凝土结构缺陷的脉冲回波检测信号是瞬态信号，其能量小，反映缺陷特征的信息往往只在时域信号的很短的一时间内存在的，过去的研究表明，仅仅和时域或频域信息往往是不够的。因此，本文对脉冲回波信号的时频分析的潜能进行了探索，并在时频分析的基础上，抽取了脉冲回波信号的特征，随后，利用自适应模糊聚类神经网络进行了分类，结果表明，该方法具有良好的分类性能。     

移频信号抗干扰检测算法研究

时域分析和傅氏变换的频域分析方法是现代铁路信号检测的主要方法之一,随着铁路的发展,需要更多的信息量和更加有效的铁路信号检测方法,以满足铁路运输安全和高效率的需要。近年来,现代频域分析已有很大的进展,出现许多新的信号分析处理方法,特别是小波和高阶谱分析的发展,已能分别对非平稳和非高斯信号进行有效地分析处理。本文尝试采用小波变换对铁路移频信号进行分析,在分析时考虑交流干扰,得到铁路移频信号的完整参数,     

二次型时频分布在机械故障诊断中的应用

二次型时频分布可以从时域与频域特征相结合的途径揭示信号构成的本质．构造了新的核函数，其时域窄而频域宽，且频域的能量主要集中在低频段．用新核函数获得一种新的时频分布，对调频等各种复杂信号具有很强的揭示能力．实例表明该分布具有良好的时频聚集性，能够有效地从强大的谐频信号中清晰地分辨出较弱的周期性冲击信号，为机械故障诊断提供了有力的工具．     

鱼雷声呐空时自适应混响抑制方法

对于窄带信号情形,空时自适应方法具有良好的混响抑制性能.文中通过发射波形设计,设计了既具有窄带信号的低多普勒容限,又具有频率分集特性的多频信号,使得空时自适应方法对于具有准宽带特性的信号也具有良好的混响抑制能力,从而提高主动声自导鱼雷检测性能.     

基于卷积神经网络的深孔镗削加工过程颤振监测研究

提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的深孔镗削加工过程颤振监测方法。利用传感器采集蕴含加工过程状态信息的振动信号,采用短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)对采集的信号进行分析,得到的能量频谱图作为CNN模型的输入,建立了基于CNN的深孔镗削颤振监测模型,最后结合实际案例研究了CNN网络结构与参数对颤振监测准确率的影响。试验结果表明:通过STFT对原始信号分析得到的能量频谱图比原始信号能更有效地表征过程状态,文中方法能有效监测深孔镗削加工过程颤振状态。     

小波变换在信号奇异性分析中的应用

阐述了在奇异信号分析中,小波变换较傅立叶变换及短时傅立叶变换的优势,描述了小波变换在奇异信号分析中的应用。     

基于STFT和FPO的旋转机械阶次分析

针对在无转速计下发动机转速难以估计的问题，采用短时傅里叶变换（short-time Fourier transform,STFT）和快速路径优化（fast path optimization,FPO）相结合的方法对发动机进行转速估计，结合无转速计阶次分析方法对某客车变速箱底部振动信号进行分析。使用STFT分析振动信号，运用FPO算法从时频图中提取特征阶次所对应的瞬时频率值，计算得到发动机转速曲线，通过积分采样得到等角度间隔信号，最终得到阶次图。仿真分析和试验分析的结果表明：文中方法在提取时频图中相应的瞬时频率值有较高的精度和较好的抗噪性，能够在无转速计的情况下有效实现旋转机械振动信号的阶次分析。     

STC-OFDM系统的post-IDFT多波束形成技术

提出了适用于空时编码-正交频分复用(OFDM)系统的后-逆离散傅立叶变换(post-IDFT)多波束形成技术.该技术通过对空频信道相关矩阵进行特征分解获得多个特征模式,再利用空时分组码(STBC)各发射分支信号的正交性使OFDM系统形成多个post-IDFT波束.接收端根据STBC传输矩阵的正交性对多波束解码.系统获得的空间分集增益为空频信道相关矩阵的特征值之和,最大空间分集增益与子载波波束形成方案相同,误码率比STC-OFDM的低.该技术将复杂度降低到子载波波束形成方案的1/S(S为OFDM系统的子载波数目),而且当波束维数(m)小于发射天线数目(M)时,可进一步减少M-m个IDFT模块     

典型时频分析技术在故障诊断中的应用

针对旋转机械发生故障时振动信号的不平稳性,利用典型时频分析技术对故障特征进行提取分析。该方法利用信号构造矩阵,再根据典型时频分析技术的变换特性,均值化时频分布参数,然后重构信号以实现降噪。仿真和试验结果表明,该方法能有效地提取故障特征信息,在机械故障诊断领域有广泛应用前景。     

The Simulation and Characteristic Study of Wind Velocity for Long-Span Structures

The new technique that combines wave superposition with the fast Fourier transformation was introduced to simulate the nodal three-dimension relevant wind velocity time series of spatial structures. The wind velocity field where the spatial structure is located is assumed to be homogeneous. The wind‘s power spectral density is divided into frequency spectral function and coherency function and the spectral functions are transformed as the superposition coefficients. The wavelet analysis has excellent localized characters in both time and frequency domains, which not only makes wind velocity time series analysis more accurate, but also can focus on any detail of the objective signal series. The discrete wavelet transformation was adopted to decompose and reconstruct the discrete wind velocity time series. The stability of wavelet analysis for the wind velocity time series was also proved.     

消能棚洞冲击信号动力特征

考虑落石下落高度、质量、形状和垫层厚度等参数, 采用室内模型试验研究了消能棚洞冲击信号的动力特征, 获得了冲击信号的频谱和自相关曲线, 分析了冲击信号的时频特征和最大频谱对应的振动频率及其变化规律, 并基于小波分析方法提取了各个频段的冲击信号, 获得了冲击信号能量的主要分布范围。研究结果表明: 随着落石下落高度的增加, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值增大, 且该冲击信号的频谱有4个峰值, 呈对称分布; 不同形状落石冲击棚洞时冲击信号频谱幅值由大到小的顺序依次为球形、长方体、立方体和圆柱体; 普通棚洞顶部垫层越厚、落石质量越小时, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值越小; 当5 kg球形落石从0.5 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞冲击信号的最大频谱和自相关曲线峰值较普通棚洞分别降低了60.98%和82.57%;当5 kg球形落石从2 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率15.625~62.500 Hz处, 占总能量的63.73%, 普通棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率0~15.625 Hz处, 占总能量的74.30%。可见, 消能棚洞设计时应主要考虑中频冲击, 而普通棚洞设计时应主要考虑低频冲击。     

工程爆破振动信号分析中的小波方法

应用小波 富里叶综合分析方法对爆破振动信号进行时频域分析, 从爆破振动测试信号中分离出真实的振动信号, 并对爆破振动信号的频率特征进行精细地分析． 从而为在爆破振动安全规程中引入速度 频率准则提供了一种可行的技术手段     

小波在结构损伤鉴定中的应用

为得到信号小波变换后的模峰值点,提出了信号降阶概念,并以悬臂梁为例,说明了有损信号和无损信号之差是对梁结构位移信号的一种有效的降阶方法.提出了利用模极大值分布图判断结构损伤的办法.并以第四类损伤为例进行了算法的演算,说明了利用模极大值分布图来鉴定损伤的方法.从中可以看出,上述探伤方法可以达到工程所要求的最高精度,可以将损伤精确定位到有损结构位移信号的采样节点上,具有较高的工程实用价值.     

基于联合时频分析的设备状态评估方法

在机电设备状态评估过程中,提出了一种基于联合时频分析的振动、噪声信号测量与分析方法.该方法可以通过综合利用机电设备运行过程中的振动与噪声信号中的有用信息,完成对整机运行状态评估.最后,以某舰船的电机作为实验对象,构建一套振动和噪声测量系统,并运用戈勃变换对所测得的振动和噪声信号进行联合时频分析,从而得到电机真实的运行状态.实验结果表明所提出的测量与分析方法是正确有效的.     

基于改进EEMD和WVD联合时频分析的车轮多边形状态识别方法

为了准确识别高速列车车轮多边形状态以及磨耗幅值,提出了一种改进的聚合经验模态分解(EEMD)与魏格纳-威尔分布(WVD)相结合的随机振动信号联合时频分析方法;利用相关系数法和频谱分析来评估筛选轴箱振动加速度信号经EEMD分解后的变量,然后进行WVD计算,在保持WVD高时频分辨率的同时可有效抑制交叉干扰项;应用该方法分析了周期性车轮多边形磨耗与现场实测随机车轮多边形磨耗引起的轴箱振动加速度信号。研究结果表明：利用EEMD-WVD二维时频谱的主频率可识别车轮多边形状态,利用EEMD-WVD三维时频能量谱的能量幅值分布可评估车轮多边形磨耗幅值,最大误差为0.3%;将改进EEMD和WVD联合时频分析方法的识别结果与短时傅里叶变换、小波分解、WVD传统时频分析方法进行对比,表明此方法应用时无需改变任何参数,自适应强,保留了WVD高时频分辨率的特点,而且可有效抑制EEMD产生的模态混叠现象和WVD产生的交叉干扰项,验证了所提出联合时频分析方法的有效性及其优势,为高速动车组车轮多边形识别和评估提供了新的技术途径。     

车辆传动系统变参小波流形融合故障诊断方法

应用流形学习方法非线性融合信号在不同小波参数下中央尺度对应的小波包络,研究了强背景噪声下车辆传动系统振动信号故障瞬态脉冲包络的有效提取问题,并与传统信号时频分解方法进行了对比研究;采用不同小波参数对振动信号进行连续小波变换,提取了每组参数下中央尺度上的小波包络;采用基尼指数选择若干包含故障瞬态脉冲信息的小波包络,构造了高维小波包络矩阵;采用局部切空间排列算法对高维小波包络进行流形融合,获得了反映故障瞬态脉冲包络本质结构的小波包络流形;为了验证所提方法的有效性和优越性,采用不同方法对轨道车辆轮对轴承和汽车变速齿轮箱的故障振动信号进行了对比分析。研究结果表明：在分析轴承外圈故障信号时,所提方法基尼指数比传统信号时频分解方法提高27.32%以上;在分析齿轮磨损故障信号时,所提方法基尼指数比传统信号时频分解方法提高26.74%以上。可见,所提方法通过综合具有不同形态的变参小波包络,可以在无需优化小波参数情况下,对车辆传动系统中的不同关键部件故障振动信号具有较好的自适应性,提取的故障脉冲包络中的带内噪声少,故障脉冲特性明显,容易识别其频谱中的故障特征频率,是检测车辆传动系统故障的一种有效方法。     

基于小波变换的机械振动故障诊断系统的研究

小波变换具有良好的时频局部性质.论文介绍了小波变换的基本理论,阐述了小波变换用于机械振动信号的奇异性检测以发现机械故障的原理.根据对振动信号小波变换的系数模极值点来定位奇异信号,检测机械故障.给出了系统实现的硬件框图和软件流程.试验表明,系统可以发现故障机械振动信号带有的奇异性,实现旋转机械的故障诊断.