信号分辨率增强的机械智能故障诊断方法研究

来源 :振动工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:amaozh
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利用深度学习来增强数据集已成为各个领域的研究热点,即使用有限的数据集生成更多仿真的数据集.不同于目前主流的生成对抗网络算法及其变体算法,基于样本分辨率增强的思想,提出了一种简单有效的算法——高效亚像素全连接神经网络(ESPFCN).ESPFCN的原理为:对原始输入样本进行全连接操作,经过隐层特征映射输出四通道的低分辨率特征;通过亚像素全连接层,将四通道的低分辨率特征进行周期性的排列,得到一组高分辨率特征,实现了样本分辨率的增强.设置了一组特殊的轴承实验来评估生成模型的性能,实验结果验证了ESPF-CN框架的有效性,并通过可视化展示了ESPFCN的特征学习过程.
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轴向运动结构的工程振动问题一直是动力学领域中的重要课题之一.为了更全面地分析工程中的振动,针对磁场作用下轴向运动功能梯度Timoshenko梁的振动特性展开论述.基于梁的动力学方程组和相应的简支边界条件,应用复模态方法,得到不同参数时固有频率和衰减系数与轴向运动速度的对应关系.采用微分求积法分析磁场作用下前四阶固有频率和衰减系数随轴向运动速度的变化,并与复模态方法的结果进行对比验证.数据结果表明复模态方法得到的结果是精确解析解.衰减系数呈现不对称性,耦合固有频率呈现分离性.随着轴速、磁场强度和功能梯度指数
为了提高过程回路的控制性能,提出一种基于数据驱动的控制器综合性能优化方法.首先,通过分析虚拟参考反馈校正方法与内模控制器设计过程的联系,确定数据驱动控制器校正所需参考模型的结构;然后,定义一种结合绝对误差积分和最小方差性能基准的综合性能指标,再基于该指标确定参考模型的未决参数;最后,利用控制系统闭环数据实现对控制器参数的校正.通过数值仿真和工业实例验证了所提方法的有效性,并将其与内模控制(IMC)-比例积分微分(PID)方法进行比较,验证了该方法的优越性.
苏通大桥500 m级斜拉索的振动响应实测表明:超长拉索可能存在剧烈的高阶涡振,且发生风雨振的模态阶数也远高于传统中、短索.传统的控制斜拉索前若干阶模态的黏滞阻尼器参数优化方案无法满足超长索的高阶模态振动控制要求.为此,对拉索-黏滞阻尼器系统高阶模态的附加模态阻尼比及最优阻尼系数进行了推导;再以模态阻尼比为控制指标,研究了适用于控制超长拉索多模态振动的阻尼器参数方案,并与传统前若干阶模态控制方案进行了分析对比.研究表明:相邻的较低阶模态对应的最优阻尼系数之间差别巨大,导致阻尼器按照控制前几阶模态进行参数设计
电能信息采集装置分布于电力网中的各个节点,在电力系统中的地位是不可或缺的.为保障电力的公平交易,需要了解一定的电能计量原理,并且需要更精密、更精准、更安全的电能计量设备.为促进电能计量系统的发展、方便人民的生活,设计、研究了一套基于智能表的电能信息计量采集系统.首先,介绍了电能表的计量原理,软硬件如何实现数据的分析计算等;接着,介绍了电能信息计量采集系统整体的软件架构、通信方式的选择及防窃电的方式等.该研究对电能计量采集系统的研究和发展具有一定的启发意义.
奇异谱分解在处理强噪声信号时获得的模态分量可能包含期待频段之外的信息,会造成严重的模态混叠现象并影响分析效果,深入研究发现造成上述现象的原因是迭代过程中轨迹矩阵的嵌入维数设定不合理.在大量数据分析的基础上提出了一种优化的奇异谱分解方法(OSSD),以迭代过程中划分的频段及重构分量时特征向量的选择为依据确定新的参数并设定嵌入维数,不仅可以使构造的轨迹矩阵更加合理,还可以使分量的重构更加准确.仿真及试验分析表明,该方法可以有效抑制模态混叠现象,减少分解所得分量在频域上的能量泄漏,准确提取滚动轴承振动信号中的故
为揭示线形-拱形组合梁式双稳态压电俘能器系统参数对其动力学响应特性影响规律,利用磁化电流法及广义Hamilton变分原理,分别建立压电俘能器非线性磁力模型及系统分布式参数模型;采用谐波平衡法对俘能系统响应特性进行分析,讨论不同磁铁间距、激励幅值、负载阻抗等参数对系统幅频响应及输出功率的影响规律,并进行实验验证.研究结果表明:组合梁式双稳态压电俘能系统幅频响应存在跳跃、多解现象,通过改变磁铁间距及激励幅值可调节不稳定区域范围;外界激振频率是影响系统最优阻抗的关键因素,磁铁间距及激励幅值对其影响不显著.当系统
针对受不平衡质量、轴承油膜、密封流体及基础振动多激励共同作用的转子系统,采用Lagrange法建立其动力学模型,以Runge-Kutta法求解系统非线性状态方程,绘制频谱图、分岔图和轴心轨迹来分析系统的动力学特性,并引入振动烈度评估转子的振动水平.对比分析了基础振动对转子系统的非线性动力学特性及失稳转速的影响,并研究了基础振动的形式、频率及幅值对系统动力学特性的影响.结果 表明,基础振动使得系统稳定性降低,其对转子系统动力学响应的影响具有明确的方向性.
为探究重载列车动载作用下路基的动力特性,依托浩吉(浩勒报吉-吉安)重载铁路三荆(三门峡-荆门)试验段水泥改良膨胀土路基工程背景,开展不少于400万振次(近似模拟运营10年内的荷载量)的现场激振试验,利用大型激振设备和配重块组合模拟了时速120 km、轴重25-30 t重载列车作用,并与时速120-200 km、轴重21t预留客运列车作用时的激振试验结果对比.结果 表明:动应力受轴重影响敏感性大于行车速度,轴重25-30t重载列车作用时路基面动应力幅值范围约是轴重21t客运列车作用时的1.2-1.4倍;动应
在空间相关多点地震动人工拟合中,一般控制大跨结构不同支撑点处的地震加速度反应谱及加速度峰值相同,而相应于不同支撑点处位移时程的峰值则是不同的.为了研究地震动特性及不同的位移控制条件对结构响应的影响,引入两种不同的包线函数分别模拟地震动强度或频率非平稳特性,并且按照控制不同支撑点处时程的加速度峰值或位移峰值相同,拟合了6组空间相关多点地震动;采用多点地震动加速度/位移输入模式,对三跨连续梁桥进行了非线性响应分析.结果 表明:控制地震位移时程的峰值对结构的内力和位移响应有较大的影响,位移峰值越大,结构进入的非
针对轴承生产企业套圈生产过程中普遍存在端面缺陷的问题与人工目检的现状,提出了基于机器视觉的轴承套圈端面缺陷在线检测方法.首先,对套圈图像预处理后进行边缘检测,采用四连通域定位套圈端面区域;其次,采用最小二乘法拟合端面轮廓以判别外形缺陷,采用极坐标变换将套圈环形端面拉伸成矩形,采用Sauvola局部二值化算法对矩形图进行缺陷分割,并通过坐标系反变换与双线性插值法将缺陷图转换回环形图;最后,根据提取缺陷的图像特征完成缺陷的识别与分类.现场测试表明,套圈端面检测系统的整体识别准确率达98.6%.