全并联AT牵引网行波故障测距研究

全并联AT牵引网是我国高速电气化铁路供电系统中重要的供电架构,其快速精确的故障定位对保障电气化铁路安全畅通运行具有重要意义。在全并联AT牵引网发生故障短路的情况下,通过测取短路故障行波的波头到达时间以及行波测距原理,找出线路的故障位置。根据全并联AT牵引网的架构特点,采用D型双端行波测距法,通过误差较小的北斗卫星导航系统同步时钟实现数据的同步采样,并根据小波变换的信号奇异性检测原理和模极大值理论对两端测得的行波信号进行数据处理,有效解决了行波波头的识别和提取问题。通过仿真实验验证,得出的结果与实际故障位置相差不大,能够实现线路的快速精准定位。     

二维数字滤波在物理模型流场测量系统中的应用

粒子跟踪测速(PTV)是一种非接触式的流场测量技术,它可以实时的获得二维流速平面的速度数据。PTV系统通过数字相机拍摄布撒在流场中的示踪粒子,得到前后两帧粒子图像,对图像中的粒子图像进行相关计算得到流场内各点的速度。文中主要介绍的是二维数字滤波方法在PTV流场测量结果后处理中的应用,通过数字滤波允许流速(可以看作U-V两方向的二维数值)中低频分量通过,同时阻尼和削弱高频分量,从而可以起到纠正错误流场数值的作用。文中以河北沧州港物理模型为例分析了Fourier变换(傅里叶变换)对PTV流场测量结果的滤波效果,并提出一套包含二维数字滤波、GIS(地理信息系统)流场显示在内的完整方案以便用于自动连续地处理流场测量数据。     

高反光陶瓷基片缺陷检测

基于颜色恒常性理论的亮度感知Retinex模型,在频域采用多尺度高斯函数估计出输入图像的光照分量,对其进行伽马变换以增强光照信息,然后由输入图像与光照信息图像的对数运算获得仅包含物体本身特性的反射信息图像,实现对输入图像的校正。对校正后的图像依次进行频域带通滤波、基于全局的自适应阈值分割、形态学处理、亚像素精度的XLD轮廓提取等操作,根据提取结果来判断陶瓷基片表面有无缺陷。实际测试结果表明：该方法判断的准确度约为98.6%,检测时间约为0.21 s,满足工程需求。     

采用小波分析进行电喷汽油机失火诊断的研究

采取小波变换的方法对电喷汽油机的瞬时转速波动信号进行分解去噪处理。采用小波变换的Mallat快速算法,并从分解后的信号中提取特征值,用于诊断汽油机的失火故障。通过台架验证试验表明:文中采取的方法可以有效去除高速时的干扰信号,能满足失火诊断的要求。     

基于深度学习框架的多类运动想象脑电分类研究

模式识别是脑机接口(brain computer interface,BCI)系统的核心部分,其中特征提取和分类方法对最终分类结果有着决定性作用.针对多类运动想象脑电识别过程中特征提取困难,识别准确率低的问题,文中提出了一种新的基于深度学习框架的多类别运动想象脑电分类方法.首先,为了满足深度学习方法的大批量样本的需要,使用自编码器(auto-encoder,AE)对训练样本进行扩充;其次,针对脑电信号的特点,设计4个巴特沃斯带通滤波器提取脑电的θ、α、β和γ波段,并对每一波段的信号进行傅里叶变换,然后计算幅值的均值和方差;最后,通过深度信念网络(deep belief network,DBN)对脑电信号进行分类识别.文中使用BCIⅢ的竞赛数据集对所提出的方法进行验证,实验结果表明,文中方法能够有效地提高多类运动想象脑电的分类准确率,分类结果的平均kappa系数达到了0.802 4.     

基于电机定子电流分析的机车齿轮箱故障诊断

机车传动系统齿轮故障诊断对保障列车行车安全有重要意义,因此将牵引电机定子电流分析用于齿轮故障诊断。齿轮局部损伤引起齿轮系扭矩波动,扭矩的波动使驱动电机定子电流多个频率成分发生相位调制,在定子电流频谱中产生边频带,分析这些特殊频率成份就可以检测齿轮故障。齿轮早期故障产生的边频带幅值非常微弱,通常被电机结构引起的谐波成份和噪声掩盖。双树复小波变换保留了常规小波局部分析特性,又能有效抑制平移敏感性和频率混叠。提出了一种新的无传感器机车齿轮故障诊断方法,用双树复小波分析牵引电机定子电流,抑制噪声排除临近频率的干扰。30 t轴重货运机车正线运转实验证明,提出的方法能有效诊断机车齿轮故障。     

基于HHT及LCS的轨道电路传输变化识别探讨

在轨道电路的实际使用中,受设备工作性能、使用环境的影响,轨道电路传输特性可能发生变化,导致轨道电路传输曲线产生变形。本文以轨道电路区段为单位,先提取主轨道电路传输曲线,再利用希尔伯特变换(HHT)方法提取趋势分量,并利用最长公共子序列(LCS)算法进行趋势分量相似性对比,探测该区段轨道电路感应电压曲线是否存在变形,用来判断轨道电路传输特性是否发生变化。仿真结果表明,该方法能准确识别轨道电路传输特性变化现象,可为轨道电路的故障识别、故障预测、健康管理研究提供支持。     

运用声音判别后车相对速度的行车警告系统

为研究后方来车行驶声音大小与行驶速度的关系,采用定时电压取样记忆及相对车速比较判断电路来构建行车警告系统。利用麦克风接收后方来车的行驶声音,并根据时序产生器和检波器输出电压的高低作为判断后方来车相对车速的依据,通过发送安全信号对后视镜及方向灯作安全显示,可防止不当变换车道产生的意外。     

基于自适应分数阶傅里叶变换的地质雷达直达波抑制方法

在地质雷达直达波抑制过程中经常会出现削弱目标信号的问题,对此提出基于自适应分数阶傅里叶变换的地质雷达直达波抑制方法,将水平线状直达波与双曲线状目标回波映射到分数域空间,实现信号在分数域的时频展开,逐步分离直达波与目标信息。为了获取最佳分数阶的直达波抑制效果,通过重构图像中的目标区域与直达波区域能量比最大化,在抑制直达波的同时也增强了目标回波。实验结果表明提出的方法能有效抑制地质雷达直达波,并对干扰噪声具有鲁棒性。     

LFM目标回波信号的Duffing振子检测方法

主动声纳探测水下目标时,目标散射特性以及水声传播特性会对接收回波产生影响.针对水中沉底与掩埋目标探测时存在的混响干扰强、信混比低等问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的变频Duffing振子检测方法.在发射LFM信号探测水下目标时,目标回波信号为多个LFM信号线性叠加的形式,不符合Duffing振子的单频检测条件.基于FRFT理论,提出了在最佳FRFT域上对LFM回波信号进行傅里叶逆变换的解调频方法.并根据亮点模型,推导了多亮点LFM回波信号解调频后的信号形式.由理论分析可知,解调频后的单频信号数量与亮点数量一致,频率大小与亮点时延及发射信号参数有关,为未知参量.针对解调频后频率及数量未知这一问题,提出了变频Duffing振子系统检测模型,通过改变系统内置策动力频率,自主地搜索单频信号信息,实现了低信混比下LFM目标回波信号的检测及亮点数量的估计.湖试沉底及海试掩埋实验数据处理结果验证了方法的有效性及可行性.