自适应信号处理在柴油机振动信号识别中的应用

介绍了信号自适应处理的基本方法和自适应对消原理 ,利用正弦合成信号和正弦与噪声合成信号的对消实例验证了该方法。在对PZ1 2V1 90B型柴油机缸盖振动信号的分析中 ,用非爆发段信号作为待消信号 ,对原信号进行了对消 ,抑制了噪声及其他信号 ,突出了有效信号。     

正交小波多尺度阵列观测声信息融合预处理算法

在声阵列信号处理中,为了提高窄带声信号的信噪比,降低信号的失真率,提出了基于q带正交小波多尺度分析的阵列观测声信息融合预处理算法。首先,该算法将多通道阵列声信号随机分组,基于正交小波多尺度分析得到阵列信号的细节信号矩阵函数及近似信号矩阵函数;其次,构建了各组细节信号的互相关函数,给出了细节信号互相关矩阵,以细节信号的均值互相关函数为细节阈值,得到了融合细节信号集合;再次,基于融合细节信号集合和近似信号矩阵函数重构了声信号。最后,通过静态半实物仿真试验及能量比、标准差、相关系数、信噪比四个方面的统计分析,表明融合预处理算法后的观测信号不仅保留了初始观测信号90%的声能,降低了初始观测信号的波动程度,而且还保持了初始观测信号90%的相似度,提高了信噪比,降低了信号的失真率。     

卷积混合模型分离算法与多局部放电混合信号分离

为了辨识GIS内多绝缘缺陷产生的单一PD信号,对多PD信号在GIS内的传播与混合机理进行深入分析,提出采用卷积混合模型描述其混合过程,并构建分离算法分离多PD信号以获取辨识所需的单一PD信号。结合PD信号的非平稳特性,将各多PD信号在时域空间下划分成短时内平稳的子信号集合,利用Molgedey-Schuste算法在频域内对子信号进行分离,再利用子信号包络线的相关性在频域对分离子信号进行重构,获取各单一PD信号,以实现对非平稳多PD信号的分离。经仿真和实测多PD信号的有效分离,证实了多PD信号在GIS内线性卷积混合特性的假设,同时为用外置UHF检测法获取多绝缘缺陷产生多PD信号的辨识提供了新方法。     

钻井液连续脉冲信号频域传输速度影响因素

随钻测量过程中,有效提高脉冲信号的传输速度能减少信号延迟时间,提高信号传输精度。根据连续脉冲信号传输频域模型,对影响信号传输速度的钻井液组分含量特性、钻井液水力摩擦系数以及脉冲信号频率等参数进行了计算分析。结果表明：随着钻井液密度及压缩性的提高,信号的频域传输速度降低,钻井液的含气量对速度的影响更为显著;信号传输速度随脉冲信号频率的增加而增加,并存在稳定传输频率值;钻井液水力摩擦系数越大,信号传输速度越小,而信号稳定传输频率越大。     

后非线性马尔科夫算法应用于振动信号提取

实际环境中通过传感器检测到的设备状态信号往往是非线性混合信号;而设备状态信号是设备故障诊断的基础,因此从混合信号中分离出设备状态信号极其重要。现有线性独立分量分析方法分离效果并不理想,对此提出将后非线性马尔科夫盲源分离算法应用于设备状态信号提取。为验证算法有效性,将直升机齿轮箱振动信号的非线性混合信号进行分离实验。实验结果表明算法能有效分离出轴承故障振动信号,为进一步提高故障诊断准确性和方便性提供了帮助。     

抗复杂环境干扰的通信信号采集系统设计

针对已有的通信信号采集系统在复杂环境中,存在采集信息分散、信号采集规则难以确定等不足。提出了将模糊关联和信号特征提取技术相结合的通信信号采集系统设计方法。给出了系统设计完整硬件、软件设计方案。在系统软件设计中,结合复杂环境下通信信号的特点,引入模糊理论描述信号的突变性信息,采用关联规则方法,对信号的特征量数据进行模糊处理,从而实现信号特征的优劣排序。最后根据排序的结果,把数据输入到采集模块中,对不同的信号状态进行识别,实现系统复杂环境下信号采集。测试表明,这种方法能够实现复杂环境下通信信号的采集,有效地提高了信号采集的抗干扰能力,较传统采集方法有较大的优势。     

单元机组信号解耦控制系统研究

为了研究单元机组的解耦控制系统的设计问题,通过对单元机组模型研究发现,单元机组的输出信号是由匹配的控制信号和耦合信号组成,通过引入解耦信号去抵消系统输出中的耦合信号,从而实现解耦目的,为此,给出了基于信号叠加原理的信号解耦方法。通过对125MW单元机组模型进行信号解耦的仿真表明,信号解耦方法物理意义明确,工程实现简单,具有很好的应用价值。     

一种基于激光散点的回波信号融合处理方案

通过分析激光散点回波信号特性,采用复合散点目标特性合成方法对散点回波信号进行合成,合成后的回波信号具有人为或自然噪声,针对合成后的回波信号特性,选用并调整一系列的信号处理方法,对合成后的回波信号进行处理,通过仿真分析,能获得较好的融合效果和处理精度。从采集散点回波信号到合成回波信号,再到处理合成后的回波信号,整个过程构成了一种完整精确的激光散点回波信号融合处理方案。     

因果周期信号卷积算法研究

研究两类因果周期信号卷积时域计算方法,导出两渐升信号卷积计算公式,具体给出因果周期方波信号、因果周期三角波信号的卷积算法和波形。研究发现,因果周期信号自卷积结果是渐升因果信号,在有限时段上的卷积结果仅由有限多个单位阶跃信号乘指数函数叠加组成。     

机床切削力信号在线监测的研究

本文中切削力信号的采集是利用压电传感器测得信号并通过电荷放大器,将微弱的电荷信号放大成电压信号,然后通过数据采集板,将模拟信号转换成数字信号,输入计算机,在计算机上实时采集并动态显示信号,从而监测加工过程。经过时域和频域分析信号得出信号特征,最后获得正确的动态切削力信号,来验证整个监测系统的稳定性和可靠性。     

基于相关维数的发动机失速特征

压气机内的压力变化数据，蕴涵着丰富的发动机状态信息，进行分析对于诊断发动机故障有重要意义。运用分形理论，对压气机失速前后的压力变化数据进行分析，分别计真压气机失速前后压力信号相关维数的变化，结果表明相关维数对发动机失速信号是敏感的，可以作为判断压气机失速的特征信号。     

基于虚拟仪器LabVIEW的发动机台架试验数据采集系统设计

发动机台架试验系统是测试发动机动力性、经济性、可靠性的必要手段,其自动化水平与测试精度能够直接影响试验数据采集及分析处理的准确性。基于虚拟仪器LabVIEW设计了发动机台架试验数据采集系统,硬件部分主要包括实现发动机转速、温度、振动等信息获取的传感器,以及匹配传感器的信号调理模块和数据采集卡;软件部分是基于虚拟仪器LabVIEW编写的数据处理与界面显示程序。调试运行结果表明构建的发动机台架试验数据采集系统能够实现发动机转速特性、负荷特性、振动等信息的准确采集并能在界面窗口直观显示,能够满足发动机性能测试过程中运转特性参数信息准确获取的需求。     

基于Simulink的稀燃汽油机LNT系统仿真模拟

以Matlab中的Simulink模块为主要数值仿真模拟工具,建立了LNT(lean NOx trap)催化器内部NOx相关反应的数值仿真模型.利用该模型,对稀燃汽油机LNT催化器内部NOx吸附、脱附、再生等相关工作过程进行了动态数值仿真模拟.以LNT催化器内设定的NOx吸附上限对其最大吸附能力的比值作为再生开始的信号,理论值为1,工程应用值通常为0.6以下.经与该稀燃汽油机LNT催化器的台架试验数据对比分析发现,该模型在再生信号比值0.65以下应用时,数值模型的仿真值与试验值吻合良好.对于应用概率极小的再生信号比值为0.65~1区间内的情况,数值模型需要用化学动力学数据进一步修正.     

内时钟采集时域缸压信号转角度域的方法

提出一种缸内压力信号测试新方法.该方法无需在发动机自由端安装角标器,仅需在飞轮端安装传感器获得飞轮齿圈信号即可,且易于安装.利用高速内时钟数据采集卡同时测试缸内压力信号及齿圈信号,通过Newton插值算法得到齿圈信号过零点的精确时刻;基于发动机在飞轮齿圈转过1个齿的时间内转速恒定的假设,在每个齿内通过插值运算,将时间域的缸内压力信号转化为角度域信号.实验结果表明,提出的方法工作可靠,数据处理的结果满足燃烧过程分析的需要.     

基于分数阶积分的发动机在线检测数据融合技术

物联网下发动机检测数据的准确性是实现发动机在线故障诊断技术的技术瓶颈.提出了基于分数阶积分算子的物联网下发动机检测数据的融合算法,探讨了分数阶积分算子在信号处理中的应用特性,建立了基于分数阶积分算子的发动机检测数据融合处理模型,并通过0.5阶积分算子在发动机油温远程检测数据融合处理实验中的应用,实现了对发动机检测信息的远程高精度测量.结果发现:分数阶积分算子在远程检测数据融合处理中具有较高的融合精度.     

气缸压力监测下车用多缸发动机燃烧状况分析系统

为了提高车用多缸发动机的运行效率，在气缸压力监测条件下，采用Visual Basic 6．0软件研究开发了多缸车用发动机燃烧状况分析系统。通过对气缸压力监测信号的去噪声处理，该系统能实现气缸压力数据、上止点信号、曲轴转角信号的实时采集以及燃烧状况的分析与数据处理。结果表明，随着过量空气系数n的增加，四缸发动机火花塞附近混合气浓度最高，混合气浓度随离火花塞的距离的增大而降低，导致燃烧时间加长；当过量空气系数n增至1.386时，起燃时间提前，起燃后快速燃烧，但燃烧结束的时间延长。根据燃烧状况分析结果，对多缸车用发动机的气缸压力与排气温度进行调节，使车用发动机的输出功率得到明显提高。     

LabWindows/CVI对Matlab的引擎调用技术

提出一种LabWindows/CVI对Matlab的引擎调用技术,它将Matlab当作计算引擎,通过CVI编写引擎程序向Matlab传送数据并调用.与Active X服务控件、Matlab编译器两种软接口实现技术进行比较,在易用性方面,LabWindows/CVI引擎调用技术最佳;在数据交流的可靠性方面,如果计算机的内存足够且配置高,LabWindows/CVI引擎调用技术具有巨大的应用潜力.利用引擎调用技术和Matlab功能强大的小波分析工具箱的处理功能,对光电色选信号进行小波消噪实践应用,结果表明,LabWindows/CVI引擎调用技术可大大提高智能虚拟仪器的开发效率.     

基于CART决策树的柴油机故障诊断方法研究

采用一种自适应局部有效值（RMS）计算方法提取柴油机缸盖振动信号时域特征,结合分类回归树（CART）算法建立故障分类模型并进行柴油机的状态识别。通过实验获取柴油机失火和撞缸两种故障工况及正常工况下的振动数据,计算出原始信号的局部RMS后,根据自适应阈值确定点火冲击区域和非点火上止点冲击区域提取局部特征,最后将特征输入CART算法中构建分类模型来验证所提取特征的有效性。结果表明：柴油机在3种状态下的识别率均达到100%,基于CART算法和局部特征提取的方法能够有效诊断柴油机故障。     

利用模式识别技术提高燃烧激励响应信号信噪比

针对实测缸盖表面振动信号中的耦合低频干扰信号,提出了在内燃机曲轴转角域建立往复惯性力激励响应信号模型的方法,利用模式识别技术辨识模型参数,剔除往复惯性力激励的影响,以提高燃烧激励响应信号的信噪比,并利用195型单缸柴油机的测试结果对所提出的方法进行验证.结果表明:选用压缩过程初期的数据进行模型参数辨识、采用4阶模型描述往复惯性力激励响应信号可以获得较为理想的效果;而瞬时转速波动对模型参数辨识的影响不显著;采用模式识别技术剔除往复惯性力激励响应信号后,实测的振动速度信号与压力升高率信号在峰值压力前后角度域内的相关性明显提高,从而验证了所提出方法的有效性.     

基于FPGA的共轨柴油机ECU I/0功能研发

针对共轨ECU快速原型平台建立底层硬件函数库的复杂性,采用基于LabVIEW的虚拟仪器技术和NI FPGA技术,从控制层软件功能要求出发,开发了信号输入方式模块、信号处理模块,PWM和开关量输出模块,实现多路传感器信号同步多速率输入以及控制信号输出。将输入输出功能封装成子VI,控制层软件调用此子VI实现对硬件端口的直接操作。同时,集成信号的显示、数据存储及回放功能,为平台的数据监控功能和数据后处理功能提供数据来源。经发动机台架验证,表明开发的功能模块具有运行可靠、功能完善、界面友好的特点,此种开发方法效率高、功能强。