基于PCA与DHMM的发动机故障诊断研究

提出了主元分析方法(PCA)与离散隐马尔可夫模型(DHMM)相结合的发动机故障诊断方法.首先利用PCA进行发动机振动信号的特征提取,设计了基于PCA的振动信号故障特征提取算法;然后采用DHMM进行故障诊断,构建了基于DHMM的故障分类器和诊断数据库,设计了柴油机振动信号的故障诊断策略.实际应用结果显示,该方法是可行的,对柴油机故障的诊断精度,达到了94.17%,具有工程应用价值.     

多尺度移不变稀疏编码及其在机械故障诊断中的应用

提出了一种融合多尺度信息的高效移不变稀疏编码算法,并用于机械故障诊断. 将移不变稀疏编码作为分类器应用于故障诊断,直接对振动信号进行训练和识别,不需要提取特征和预处理. 为进一步提升效果,将不同尺度的移不变稀疏编码分类器融合在一起. 经实验验证,即使在训练样本和测试样本负载不同的情况下,文中方案仍然能够以较高的准确率识别出轴承的故障位置和程度. 与其他方法相比,文中方法的准确率、鲁棒性更高,具有一定的工程应用价值.      

基于随机森林算法的旋转机械齿轮组故障诊断

针对单一的分类器用于旋转机械故障诊断时存在准确率不高的问题,提出一种基于随机森林算法的旋转机械齿轮组故障诊断方法。该方法利用随机森林多分类器组合决策树的思想,通过多分类器的组合学习提高故障诊断的准确率,并在风力涡轮动力传动系统故障诊断模拟器系统上进行了多工况多故障的实验验证。首先,收集多工况、多故障的齿轮传感器信号,提取传感器信号的时域特征作为随机森林的输入特征量。然后,利用构建好的随机森林模型进行齿轮组的故障诊断,并将随机森林算法的分类结果与支持向量机方法的分类结果进行对比。通过对故障诊断结果的分析,随机森林算法避免了复杂的寻参过程和传统分类器的过拟合现象,能够处理大规模数据集,通过分类器的组合,提高了故障诊断准确率,并缩短了分类模型的预测时间,具有较好的应用前景。     

基于无损约束降噪稀疏自编码的滚动轴承故障诊断技术

在滚动轴承故障诊断过程中,时域振动信号容量大且易受噪声污染,难以建立准确的故障诊断模型。针对上述难题,本文采用无损约束降噪方法对稀疏自编码进行优化,提出了基于无损约束降噪稀疏自编码的滚动轴承故障诊断方法。该方法可直接作用于时域振动信号,消除对人工特征提取的依赖性,无需降噪预处理,降低了故障诊断模型建立的难度。为验证本方法的有效性,利用滚动轴承时域振动信号进行仿真实验,并对诊断过程中学习到的故障特征进行可视化分析。实验结果表明,本方法可以在噪声数据下建立有效的故障诊断模型,且比传统的栈式稀疏自编码诊断算法具有更强的噪声鲁棒性。     

应用经验模态分解下的AR模型提取旋转机械故障特征

将时间序列的AR模型引入到旋转机械故障诊断中,采用了经验模态分解与AR模型相结合的方法提取旋转机械的故障特征。通过选取含有故障信息的固有模态函数进行功率谱分析,提取故障特征,分析故障原因。仿真和试验结果表明,此法能够有效地提取故障特征参数,为旋转机械的故障诊断提供了方法保障。     

一种几何约束目标识别方法

针对复杂背景中有几何形状且可分割的目标图像,本文提出了一种以方向编码进行抗旋转匹配,结合几何约束进行目标识别和分类的进行目标检测的方法.首先对图像分割,获得连通区域并进行标记后,对各标记块进行基于模板特征的旋转匹配方法,方法采180个编码矢量进行积相关计算,在标记块比较大的情况下,大大减少了传统相关匹配方法的计算量,获取模板最明显特征块在实时图像中的定位;然后根据目标模板各连通区域间的几何依赖关系进行几何约束计算,消除了可区分背景对模板匹配的影响.图像分割采用改进的分水岭方法实现,减少了纹理和噪声对图像分割效果的影响.最后针对目标识别的实际应用对方法的性能和误差进行了分析,给出了实验结果.     

基于组合码字的矢量量化编码算法

传统的矢量量化编码方法总是将待编码矢量以码书中唯一的最匹配码字作为其近似输出矢量,以实现数据压缩的目的.这种方法对远离码字的矢量无法避免显著的误差.本文提出组合编码的矢量量化方法,其思想是对远离码字的矢量进行主辅组合编码,对主码字编码造成的误差通过辅码字加以补偿.实验表明,该方法在很小降低压缩比率的条件下显著提高了矢量编码精度,能够在信号处理等领域发挥有效作用.     

旋转机械故障诊断中相对时相的提取及分析

通过对旋转机械相位信息的研究,提出从倍频相位中提取相对时相作为诊断特征量,讨论了相对时相所包含的故障信息及在不同故障种类中的表征.研究结果表明,相对时相在旋转机械故障诊断中有较大的实用价值.     

基于粗集理论的数据挖掘应用

论述了粗集的基本理论和特点，并对其在旋转机械故障诊断中的应用进行了探索，提出了粗集理论在旋转机械故障诊断中的数据挖掘方法，运用这一方法对故障诊断决策表进行属性约简，去除其中不必要的属性，揭示出旋转机械故障诊断条件属性中的冗余性，最后得出了属性约简的结果以及决策规则。     

基于经验模态分解的无量纲指标故障诊断定位

无量纲指标作为新的理论工具应用于故障诊断研究中,虽然取得了一定的进展,但在应用时没有考虑到其他噪声干扰信号的影响,对结果分析有一定的干扰.而经验模态分解(EMD)技术能够提取出振动数据的故障特征信号,针对无量纲指标分析数据时的噪声干扰,提出了基于EMD的无量纲指标处理算法.首先对采集到的振动数据做EMD,分解出的前几个固有模态函数(IMF)分量中包含了振动数据的故障特征,去除其他噪声干扰信号的影响;其次求出含有振动数据特征信号的IMF分量的无量纲指标值,做出其无量纲指标的特征范围值;最后进行故障诊断分析.将此算法应用于旋转机械的故障诊断实验中,通过实验验证了该方法的可行性和有效性.     

两种在频域编译RS码的方法

本文讨论了利用快速傅立叶变换(FFT)编译RS码的技术,并在此基础之上独立地提出了两种在频域编译RS码的方法.在这两种方法的实现中,译码只需要进行一次傅立叶变换,因而大大加快了译码速度,并减少了运算量.     

关于旋耕机,碎茬机一体化的可行性研究

通过参数对照和理论分析的方法,研究了旋耕,碎茬不同作业的基本工作原理和各参数的主要作用,寻求影响与２９．４－５５．２ＫＷ拖拉机配套的旋耕和碎茬作业的关键参数,从而为研究设计旋耕碎茬通用机提出最佳方案。     

极低信噪比环境下的P码二维直接捕获改进算法

针对极低信噪比环境下GPS系统中超长精密测距码(P码)直接捕获的问题,传统的滑动相关法已无法满足P码直接快速捕获的要求,分析了现有常用FFT校频快速捕获技术性能以及FFT运算长度与信号输入信噪比的关系,指出了现有算法的不足,在此基础上提出一种在极低信噪比环境下的码捕获新方法--利用非对称FFT计算和视频积累相结合的 P码直接捕获改进算法,仿真结果表明,即使在-35 dB的极低信噪比情况下,算法也可快速实现P码的直接捕获,最后给出算法的FPGA实测结果,进一步验证了算法的可实现性及有效性.     

均值分组块补零P码直捕算法原理及实现

P码是长周期精密测距码,主要用于提供精确定位服务。提出了基于FFT的均值分组块补零P码直捕算法,通过直接平均法来降低运算量,用分段重叠补零法将连续的相干积分分解成普通的循环相关,对接收码和本地码的FFT结果缓存,用FFT结果的圆周移位代替多普勒频移搜索。硬件实现时采用双DDR2SDRAM缓存,32K点FFT单核复用的架构,详细描述了算法在FPGA上实现时的逻辑功能划分、核心子模块功能及具体实现方案。通过ModelSim仿真验证,算法提高了数据利用率,减少了捕获时间。     

地毯图案代码显示器的设计和实现

图案代码显示是手工地毯编织的一个重要环节，传统的方法是将图案打印在普通纸上，由编织工人逐行阅读并行编织，该方法不公造成纺织工人阅读困难，而且容易借码，为此，本文提出了使用大容量存储器和微处理器控制来实现图案代码显示的方法，并采用４Ｍ位的存储器和ＡＴＭＥＬ的８９Ｃ５１单片机实现了该显示器，设计中采用串口通讯和在线存储器编程方法实现代码写入，使用非易失性存储器存储操作状态以实现开机状态自动恢复，所设计     

回转曲面测量技术

针对回转体曲面，提出了一种利用三坐标测量机和回转工件台，在工件连续转动过程中，让测头沿母线运动，在圆柱坐标系中进行测量的方法．该方法具有测头的运动简单、安全、可靠性高、效率高等优点．论述了其工作原理、圆柱坐标的提取以及一些关键技术，包括测头系统的作用半径标定、转台回转轴线位置确定、被测零件的自动定心技术等．研制了由三坐标测量机、回转工件台、测头回转体和非接触激光三角法测头组成的实验系统，对易碎石膏零件进行测量，精度可以达到0．02mm．     

辨识数据序列中周期成分的迭代法

回转机械的振动、噪声与误差运动等采样信号中常隐含有周期分量。快速傅立叶变换FFT和周期图法的计算精度受采样长度和采样数的限制,只能辨识与采样间隔有关的基频及其倍频的分量。若采样长度与回转速度不吻合,将会出现伪周期,使主值函数项中提取周期成分后的信号失实。本文提出了一种迭代法,消除了采样间隔对频率辨识的影响。     

自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验

提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。     

石化旋转机械基于风险的维修决策研究

为了有效地利用有限的维修资源,在传统的以可靠性为中心的维修(RCM)中,引入了基于风险的故障模式重要度评价,建立了适合石化旋转机械的故障模式风险评价准则和风险矩阵,根据故障模式的风险评价结果,提出了针对常见故障原因的维修方式逻辑决断方法。为了验证该方法的有效性,以中石化某乙烯装置旋转机械为实例,进行了风险评价,提出了维修和监/检测建议。结果表明,该方法可为石化旋转机械的维修决策提供依据。     

Reed—Solomon码的快速译码

研究了 Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码的快速译码问题。译码中，利用了有限域ＧＦ（Ｆｎ）上的 ＦＦＴ变换，并采用了本文提出的改进的 Ｂｅｒｌｅｋａｍｐ－Ｍａｓｓｅｙ算法求差错定位多项式．从而减少了迭代次数，提高了译码速度。此法为使用较长 Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码提供可能性，使之具有更强的纠错能力。文中还给出了计算机模拟计算结果。