汽车悬架振动实验台单频性的符号混沌特征辨识

分析了采用扫频激振方式工作的汽车悬架振动实验台的单频质量.根据计算时间序列的符号参数和混沌参数的原理,对符号概率序列构建了能够区分信号含噪程度的符号混沌特征,包括符号S熵、符号K熵、符号关联维和符号李指数4个参数.采用符号混沌特征,辨识实测的ACXX-160汽车悬架振动实验台振动信号,结果表明:(1)无论是扫频激振或等频激振,实验台振动信号均具有混沌性质;(2)扫频激振较之于等频激振,实验台振动信号的含噪程度大大增强,具有宽带随机性质.因此扫频激振方式不具有高质量的单频特性.图5,表1,参13.     

符号化时间序列分析

对于符号化时间分析方法,给出了已知的国外应用状况和文献出处.对如何将时间序列转化为符号序列,即信号符号化问题,通过最简单的二进制划分及其配套图形作了简要说明.给出了二进制划分下符号树结构及其Shannon熵计算方法,讨论了时延τ、符号集大小Ns和树层数(符号序列长度)对Shannon熵等统计量的影响.叙述了符号序列编码方法和符号序列直方图的作用;提交了进行符号时间序列分析的计算机流程图.图5,参23.     

混沌时间序列拟随机性的一种解释

为"混沌时间序列具有拟随机性"的论点给出了时间序列方面的案例解释.采用自功率谱密度函数、符号序列直方图及其Shannon熵、重构相空间维数(符号序列长度)等几个时间序列特征,比较随机数据与混沌数据的差异.结果表明,对于自功率谱密度函数和符号序列直方图及其Shannon熵,随机数据与混沌数据之间特征相近.对于重构相空间维数(符号序列长度),随机数据与混沌数据之间特征有差异.故此,论证了混沌时间序列具有拟随机性的性质.     

基于熵理论的超声波检测信号消噪与缺陷识别

为消除超声检测信号中大量存在的噪声,提高材料内部缺陷诊断的准确性,采用基于熵理论的自适应阈值消噪算法对超声波信号进行消噪处理.分析了基于Shannon熵的最优小波包基搜索算法,提出了用熵表征信号含噪状态,根据小波能谱熵确定小波包不同分解尺度阈值的基本原理.对含缺陷的斯泰尔发动机曲轴的超声信号处理实验结果表明,这种方法对噪声消除比较彻底,能够获得表征缺陷大小、位置的准确信息,提高了材料内部缺陷定量分析的准确度.     

从熵原理角度描述基因序列多样性的方法

Shannon熵理论可用于描述"无序状态",而以Shannon熵为基础的AMI图形的算法则包含了生物序列的独特信息。DNA序列蕴含了生命的所有信息,基于Shannon熵为基础的AMI则描述了这种"无序状态"的变化趋势。这种计算方法简单易行,在遗传学、医学和生物学等领域都有广泛的应用。     

信息熵与广义集合集成的轴承-转子系统故障辨识方法

基于信息融合思想,对描述振动信号能量的3种信息熵测度,即时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时-频域的小波能谱熵,在轴承-转子系统故障辨识中的应用方法进行研究.在根据广义集合概念对3种信息熵测度进行特征级的信息融合基础上,提出一种基于时空(场)广义信息熵集合的轴承-转子系统故障辨识方法.分析结果表明,该方法具有在三维特征空间图形化描述故障的状态域,使不同故障类别间显示出显著差别的性能,对提高辨识故障的准确率具有参考价值.     

基于CF-MF-SE联合特征的非侵入式负荷辨识

针对目前非侵入式负荷辨识存在模型训练时间过长以及负荷特征相近的电器辨识精度不高的问题,提出了一种基于CF-MF-SE联合特征的非侵入式负荷辨识方法。以稳态电流信号为基础,通过提取峰值因数表征波形的畸变程度,采用裕度因子表征信号的平稳程度,谱熵表征频谱结构复杂程度,并结合PSO-SVM实现负荷辨识。结果表明,新方法可解决电器电流波形相近不易识别的难题,减少训练时间,有效提高识别准确率和效率。所提方法将振动信号特征作为负荷特征引入负荷辨识领域,为非侵入式负荷辨识技术的特征选取提供了新思路,其中谱熵作为对负荷敏感的关键特征,与其他特征组合可明显提高辨识率,为实际应用中负荷特征的灵活选择提供了参考。     

信息熵与经验模态分解集成的转子故障信号量化特征提取

针对转子振动信号的非线性、非平稳性造成的故障状态难以定量准确描述问题,提出一种基于信息熵和经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的转子振动信号量化特征提取方法.该方法通过对比转子故障信号EMD分解后各内禀模态分量(intrinsic mode function,IMF)的能量状态及其与原始信号间的相关性程度,在确定出包含主要故障信息的分量基础上,分别对其进行时域、频域及时频域内4种信息熵熵值的计算,从而建立起一种信息熵熵带特征量.实验信号的分析结果表明,该方法能够较好地实现对转子系统故障信号的量化特征提取,所提取出的特征集合具有能够使典型故障特征量之间存在显著差异的性能.     

噪声对混沌系统小波熵的影响

运用小波熵复杂度方法,研究了Rossler、Lorenz系统在不同数据长度以及不同信噪比下的复杂度变化情况,计算了两混沌系统及其含噪系统小波熵曲线,结果表明小波熵复杂度具有一定的抗噪声干扰能力.     

递归图理论在不同时间尺度下的径流混沌特征分析

以黑河上游莺落峡水文站1944～2017年的出山径流量为研究对象,将递归图理论与混沌理论相结合,在不同时间尺度下对径流时间序列混沌特征进行了有效辨识.利用递归图和滑移窗递归定量分析法(RQA)获取原始时间序列的动力学信息,提取出相关递归特征量;绘制不同尺度下的径流递归图,对径流混沌特性进行定性描述;利用RQA对混沌特性进行定量计算和检验.结果显示,在不同阶段径流的混沌程度各不相同,滑移窗的确定性(DET)可与递归图共同描述径流的混沌程度;滑移窗的Shannon熵(ENTR)显示径流的混沌程度随着时间尺度的增加而逐渐增大;滑移窗的层状性(LAM)与传统的水文学特征量——变差系数(C_v)的计算结果相互检验,可作为一种新的衡量径流离散程度的参数.递归图理论实现了径流混沌特征的可视化,是辨识径流时间序列混沌特征的有效工具.     

基于统计复杂度的非对称双稳系统的动力学复杂性研究

本文运用统计复杂度和标准Shannon熵研究了乘性色噪声和加性白噪声共同作用下非对称双稳系统的动力学复杂性.考虑到系统势函数的非对称性,借助于Bandt-Pompe算法分别计算了系统总的以及左、右势阱的统计复杂度和标准Shannon熵,并在此基础上详细讨论了势阱的非对称性、加性白噪声、乘性色噪声及周期信号等对系统动力学复杂性的影响.结果表明,当这些因素变化时,系统总的统计复杂度和标准Shannon熵与系统单个势阱中的统计复杂度和标准Shannon熵呈现出明显不同的趋势,反映了其动力学复杂性的不同.     

基于符号树Shannon熵的汽油机瞬态排放分析

讨论了汽油机瞬态工况的内涵,提出了瞬态工况下如何评价尾气排放量的问题,给出了二进制划分下符号树结构及其Shannon熵的计算方法．在3种试验汽油机分别处于冷起动、暖机和加速-滑行这3种瞬态工况时,用符号树Shannon熵值评估尾气中的HC和CO排放量．     

旋流静态混合器内瞬态速度时间序列多尺度符号化分析

利用激光多普勒粒子分析仪对长径比为1.25的旋流静态混合器内瞬态流场进行测量.基于经验模态分解(EMD)方法将测得SK型静态混合器速度信号进行多尺度分解,并将分解的各阶固有模态函数IMF进行符号化,采用修正的Shannon熵(Hs)评价各尺度下的微观动力学特征.通过对静态混合器内不同尺度下瞬态速度波动信号的Hs分析,发...     

The base-scale entropy analysis of short-term heart rate variability signal

The complexity of heart rate variability (HRV) signal can reflect physiological functions and healthy status of heart system. Detecting complexity of the short-term HRV signal has an important practical meaning. We introduce the base-scale entropy method to analyze the complexity of time series. The advantages of our method are its simplicity, extremely fast calculation for very short data and anti-noise characteristic. For the well-known chaotic dynamical system- logistic map, it is shown that our complexity behaves similarly to Lyapunov exponents, and is especially effective in the presence of random Gaussian noise. This paper addresses the use of base-scale entropy method to 3 low-dimensional nonlinear deterministic systems. At last, we apply this idea to short-term HRV signal, and the result shows the method could robustly identify patterns generated from healthy and pathologic states, as well as aging. The base-scale entropy can provide convenience in practically applications.     

汽油机瞬态排放间接检测的实践(Ⅱ)

瞬态排放间接检测是对汽油机在汽车加速滑行组合、节气门加速开启关闭等瞬态工况下进行法规性检测、获得其排放状况的基本手段之一.本文进行了汽油机瞬态排放间接检测的实践:研制了汽油机瞬态排放试验研究所用的节气门瞬态控制器,通过对比试验获得五组分排放分析仪瞬态检测性能,采用符号时间序列的单缸Shan-non熵作为瞬态排放特征参数,构建了汽油机瞬态排放间接检测平台.     

汽油机瞬态排放间接检测的实践(Ⅰ)

瞬态排放间接检测是对汽油机在汽车加速-滑行组合、节气门加速开启-关闭等瞬态工况下进行法规性检测、获得其排放状况的基本手段之一．讨论了汽油机瞬态排放间接检测的有关基础,主要内容有:建立能够方便实现瞬态工况的工程化措施;分析采用五组分排放分析仪检测汽油机瞬态排放信号将导致畸变的原因;设置瞬态排放特征参数——符号时间序列分析的Shannon熵．     

基于真实数据的电动汽车锂电池故障检测方法

当电池的异常特征不明显时,传统的电动汽车电池系统故障检测方法很难进行早期故障检测。当前大多方法都是基于实验室条件下的测试数据进行研究,利用电动汽车实际运行数据的研究较少。为解决上述问题,提出一种基于真实数据的电动汽车电池系统内短路故障在线检测方法,通过经验模态分解提取分解后的电压残差值作为故障特征,结合香农熵权重法,以每个采样点的香农熵的冗余度作为权重,对串联电池系统中各电芯单体进行评分,结合改进Z-分数,实现对串联电池组的故障检测和定位。利用真实车辆数据进行验证并与阈值法和相关系数法进行比较,验证了该方法的有效性。结果表明,所提出的方法计算成本低、可靠性高,能够在线应用,不需要精确的模型且无需针对不同型号车辆的得分阈值进行试验,降低了试验成本。     

加速工况与双怠速工况的汽油汽车排放:共性与差异

考察和比较了汽油汽车加速工况瞬态排放与双怠速稳态排放的共性与差别.采用移动检测方案获得汽油汽车升挡加速瞬态排放,双怠速方案获得汽油汽车稳态排放;采用体积分数、面积量和符号时间序列分析方法的"Shannon熵"评价汽油汽车排放.汽车加速工况瞬态排放与双怠速工况稳态排放的共性是转速越低、空气过量系数λ越小、排放越大;差别是前者的排放均大于后者高怠速时的排放,前者的燃烧紊乱程度均高于后者;在双怠速工况下获得的汽油汽车排放量不能反映升挡加速工况的排放量;随着汽车加速工况挡位升高,其瞬态排放量上升而燃烧紊乱程度下降.