自适应冗余多小波及其在故障诊断中的应用

针对机械设备在运行过程中萌生的故障尚在特征不明显、特征信息微弱且往往被机械设备运行过程中的强噪声所淹没等给故障特征提取与故障定位带来了很大困难,提出了自适应冗余多小波的故障诊断方法.基于Chui-Lian多小波,依据信号特点采用两尺度相依变换方法,以谱熵最小为优化目标、遗传算法为优化方法,实现了冗余多小波的自适应构造.同时,对振动信号进行了冗余多小波分解,从而实现了对故障的准确定位及特征提取.将提出的方法应用于滚动轴承的故障分析和烟汽轮机的碰摩故障诊断中,结果显示,该方法可以有效地提高对机械设备在运行中产生故障的诊断能力.对比结果表明,该方法明显地优于传统的傅里叶变换、Db6单小波变换和原始CL3多小波变换等方法.     

基于快速峭度图算法与平方包络共振解调的滚动轴承自适应故障诊断方法

针对共振解调技术应用在滚动轴承故障诊断中存在信噪比低和带通滤波器参数需要依靠经验确定的问题,提出了一种基于快速峭度图算法与平方包络共振解调技术相结合的滚动轴承自适应故障诊断方法.根据快速峭度图算法的自适应性,确定带通滤波器的参数,并提取滚动轴承故障振动信号高频共振带中包含的故障特征频段;计算去直流后信号的信噪比,若其信噪比大于1,则利用平方包络方法进行重构,以突出故障特征信号;对重构信号进行频谱分析,得到其故障特征频率,识别出相应的故障类型.通过故障滚动轴承试验,验证了该方法的有效性和准确性.     

采用品质因子优化和子带重构的共振稀疏分解滚动轴承故障诊断方法

针对强背景噪声下的滚动轴承早期故障诊断问题,提出了一种融合遗传算法品质因子参数优化、子带重构共振稀疏分解(RSSD)和小波变换的故障诊断方法。该方法以滚动轴承早期故障振动信号RSSD低共振分量峭度指标作为目标函数,利用遗传算法对品质因子参数组合进行优化选择。依据能量分布占优原则对低共振分量进行主子带重构、减少噪声干扰且增强故障信号冲击特征。借助小波分析局部优化和多分辨的特性,对重构低共振分量进行多尺度小波分解,提取轴承故障特征且深度挖掘轴承故障特征信息。通过滚动轴承的2种不同类型故障诊断实例表明,与一般RSSD方法相比,该方法具有更强的削弱背景噪声影响、凸显微弱故障特征的能力。     

基于MCKD和teager能量算子的滚动轴承复合故障诊断

滚动轴承是旋转机械的主要部件之一,复杂多变的工作环境导致其频繁出现故障,且大部分情况下多种故障复合.针对这一问题,提出一种基于改进最大相关峭度解卷积(MCKD)和teager能量算子混合的滚动轴承复合故障诊断方法.该方法通过粒子群优化算法(PSO)对不同类型故障下MCKD的影响参数(L和M)进行寻优,设置与故障类型相对应的解卷积周期,以相关峭度最大化进行MCKD算法迭代运算,优化滤波器系数,改进的MCKD算法减少了噪声的干扰.然后利用teager能量算子具有检测信号瞬态冲击的优势,对信号的teager能量进行频谱分析,实现复合故障诊断.最后利用西储大学轴承数据和轴承故障模拟实验台对该方法进行验证,结果表明该方法能从滚动轴承单一和复合故障中有效提取故障特征信息,准确识别出故障类型.     

基于MCKD与CEEMDAN的声信号故障特征提取方法

在双转子轴承状态监测与故障诊断中,信号传递路径复杂,很难通过加速度传感器直接获得信号,而声音信号有非接触式测量的优势,包含大量特征信息.为了能够准确、有效地通过声音信号实现滚动轴承故障诊断,检测出轴承故障,提出了基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和最大相关峭度解卷积(MCKD)的滚动轴承故障诊断方法.首先运用最大相关峭度解卷积方法增强轴承故障声音信号中的冲击,然后对处理后的信号进行CEEMDAN处理,计算每个经验模态分量的峭度值,根据峭度值选取最优分量并求Hilbert包络谱,以准确提取故障特征频率.文中采用该方法基于声音信号实现滚动轴承故障诊断,为提取最优分量提供了理想筛选标准,一定程度上降低了故障诊断的复杂程度,具有良好的自适应性.     

基于鲸鱼优化算法的自适应共振解调轴承故障诊断方法

针对共振解调方法需要选取包含较多故障信息的共振频带这一特点,提出了一种基于鲸鱼优化算法的自适应共振解调轴承故障诊断方法。首先,使用鲸鱼优化算法,以峭度和包络谱峭度构造的复合峭度作为优化目标,对带通滤波器参数中心频率和带宽进行自适应选择。然后,使用寻优得到的最优中心频率和带宽对轴承故障信号进行滤波分析。最后,对滤波后信号进行包络解调处理,提取出故障特征频率,判断轴承故障类型。通过对仿真信号和轴承内、外圈故障信号的分析诊断,可以证明该方法能够满足共振解调方法中对共振频带选取的要求,完成轴承信号故障频率的提取,是一种有效的轴承故障诊断方法。     

高密度小波变换在滚动轴承复合故障诊断中的应用

针对目前滚动轴承中多种微弱故障难以准确识别的难题,提出基于高密度离散小波变换和包络谱的滚动轴承复合故障诊断方法.首先对采集的轴承振动信号进行高密度离散小波变换;然后对各尺度上的小波系数和尺度系数进行单子带重构,以消除频率混叠的影响;最后对各子带信号分量进行包络谱分析,并通过滚动轴承各典型故障的特征频率,识别滚动轴承存在的各种故障.将所提方法应用于具有复合故障的滚动轴承的诊断,并与其他常用的诊断方法进行对比,结果表明该方法能有效地实现滚动轴承早期复合故障诊断.     

基于改进的EEMD数据融合方法在轴承故障诊断中的应用

提出一种基于改进的EEMD谱峭度的多传感器联合轴承故障诊断方法,通过多个加速度传感器联合采集振动信号,利用EEMD自适应地将信号分解成多个分量,通过计算每个IMF分量的互相关系数法进行自适应重构以突出故障特征信号;对合成后的信号画快速峭度图,获得峭度最大时的中心频率和带宽;根据快速峭度图自适应确定电子谐振器的参数,并对此合成信号进行谐振增益;对谐振增益后的信号进行Hilbert解调,并与理论计算的轴承故障特征频率比较,从而确定故障部位.通过仿真的故障轴承信号和滚动轴承实验进行了验证,结果表明:该方法对滚动轴承故障的检测精度更高,提取精度和抗噪声能力方面有了明显的改进,对工程实践具有重要的指导意义.     

VMD的时频特性及其在滚动轴承故障诊断中的应用

针对在强噪声干扰下的滚动轴承早期故障振动信号信噪比低导致故障特征提取困难的问题,提出了基于变分模态分解和Teager能量算子包络解调的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先利用VMD算法对故障信号进行分解成若干不同频率的本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF);通过峭度准则筛选出峭度值最大的IMF,将其作为故障特征最敏感分量;利用Teager能量算子解调算法对该分量进行包络解调分析,提取调制故障特征.将该方法应用到仿真信号和滚动轴承故障振动信号分析当中,同时与EMD、小波变换方法进行了比较.结果表明,该方法提高了信号的分解效率,在噪声鲁棒性和抑制模态混叠方面具有良好的性能,能够实现滚动轴承故障的精确诊断,具有一定的理论研究意义和工程实用价值.     

基于改进PSO-VMD的滚动轴承早期故障诊断

针对滚动轴承早期故障信号微弱导致分类识别率低的问题,提出利用复合多尺度模糊熵作为适应度函数的粒子群算法优化变分模态分解,得到多个本征模态分量;利用快速谱峭度图选择最优的本征模态分量,并组成特征向量;将特征向量输入SSA-SVM中进行故障分类。实验结果表明基于复合多尺度模糊熵的PSO-VMD和SSA-SVM的滚动轴承故障诊断更能有效地识别出滚动轴承的早期故障。     

平衡多小波的Groebner基构造及其应用

平衡多小波由于可避免预滤波而成为小波分析的研究热点,对已有不平衡多小波进行平衡,常会丢失多重尺度函数的对称性.通过对平衡多小波的平衡特性进行研究,结合正交性、对称性,构造一组由小波系数构成的多元多项式方程组,利用Groebner基方法求解出2阶平衡多小波的滤波器系数.采用2阶平衡多小波对图像进行压缩处理,取得了良好效果.     

平衡多小波的Grbner基构造及其应用

平衡多小波由于可避免预滤波而成为小波分析的研究热点,对已有不平衡多小波进行平衡,常会丢失多重尺度函数的对称性.通过对平衡多小波的平衡特性进行研究,结合正交性、对称性,构造一组由小波系数构成的多元多项式方程组,利用Grbner基方法求解出2阶平衡多小波的滤波器系数.采用2阶平衡多小波对图像进行压缩处理,取得了良好效果.     

多小波变换零树图像编码方法研究

研究多小波变换零树图像编码的性能。在标量零树方面,通过对图象多小波系数的重新排列,提出了新的多小波系数树的定义,并由实验证明它比直接采用单小波零树的组织更为有效;在矢量零树方面,根据多小波变换处理的矢量信号这一特点,提出了矢量四叉树的数据结果,并从最优率失真意义上设计了矢量量化的多小波零树编码方案,结果表明,在该方案下,多小波比优选的9－7单小波具有更好的压缩性能。     

高维不可分双正交多小波包

首先，给出了对应于多重多分辨分析的双正交多小波包的定义，建立了具有任意矩阵伸缩的双正交多小波包的理论框架．在此基础上，给出了具有任意矩阵伸缩的高维不可分双正交多小波包的构造方法．由此构造的多小波包的分解系数可以从不同的滤波器中抽取．这使得小波包的应用更灵活．     

基于最大峰度准则和遗传算法的盲辨识与盲均衡

根据最大峰度准则设计了一种针对线性系统的盲辩识与盲均衡算法。该算法在对系统参数进行估计的同时，用求逆滤波器的方法估计均衡器系数，并利用最大峰度准则不断调整系统参数的估计值，使其逼近实际值。由于采用了高阶累积量，算法对高斯噪声有较好的抑制能力。针对传统梯度搜索方法容易陷入局部收敛问题，又提出利用实数编码的遗传算法对准则函数进行最优化搜索。仿真实验表明，本算法具有快速收敛性能和高精确度等优点，能够大大提高均衡后的输出信噪比。     

基于多小波直方图的纹理图像检索

为了进一步提高小波直方图的检索性能,提出了一种多小波直方图算法. 该算法根据多小波分解的特点,从能量角度出发,通过子带组合、0/1量化等运算生成多小波直方图. 与单小波直方图相比, 多小波直方图在实数域中同时具有正交、对称、短紧支撑和高消失矩等特性, 并且具有计算量小、精度高等特点. 纹理图像检索的对比实验结果表明,多小波直方图的检索精度比单小波直方图提高了16%.     

一种新的基于多小波变换的虹膜识别算法

提出一种基于多小波变换的新的虹膜识别算法. 利用CL多小波优良的数学性质, 虹膜纹理特征能够被准确完整地表达. 将分解后子带作为特征编码, 利用空间向量的方向夹角余弦作为匹配方法, 有效克服了缩放、 平移、 光照等影响, 达到了较好的识别效果.     

窄带高反膜的研究

结合ｎ≈ｋ的超薄金属膜，Ｆ－Ｐ干涉滤光膜及高反Ａｇ膜的光学特性提出了设计窄带高反膜的一种新方法，给出了可见光区的窄带高反膜的膜系结构，定理地分析了膜系的反射率，反射峰值，反射半波带宽等光谱反射特性，实验证实了理论设施和分析。同时，还提供了设计非可见光波段的窄带高反滤光片的方法。     

基于CL多小波变换的图像编码

图像的压缩编码是存储、处理和传输大容量的图像信息的基础,提高图像的压缩效率一直是人们不断追求的目标。对图像进行压缩编码,目前成熟的做法都是在变换域进行。在研究图像的多小波变换的基础上,提出了一种面向传输的图像编码方法:基于CL多小波变换的图像精细可分级编码。实验结果表明,该编码方法是对多小波应用于图像编码很有价值的研究。