机械故障自动特征向量提取与智能识别系统

有效特征向量的提取和状态识别是设备状态监测与故障诊断中的关键技术.近年来,国内外非常重视特征参量有效性的研究和模式识别方法的探讨.笔者介绍了“机械故障自动特征向量提取与智能识别系统”的设计、结构与功能、实现方法及其应用.     

基于信号处理的齿轮箱状态监测与故障诊断

针对工程上齿轮箱实时监测和故障诊断的需要,对JZQ 250型齿轮箱展开研究,提出了状态监测特征值和故障特征向量相结合的分级诊断方法。通过时域参数分析提取监测特征值作为一级诊断,利用能量比重谱的方法,提取故障特征向量作为神经网络的输入向量进行故障诊断为二级诊断。实验结果表明,该方法不仅满足工程上实时在线诊断的要求,而且能够准确进行齿轮箱故障定位。     

DPCA和GRNN在燃气轮机故障诊断的方法

选取其关键部件—喷口加力调节器作为故障诊断研究对象,提出了一种基于动态主元分析(DPCA)和广义回归神经网络(GRNN)相结合的喷口加力调节器故障诊断方法。在燃气轮机专用试验平台对其进行试验,采集喷口加力调节器的高压转子转速、低压转子转速、燃油油量、燃油耗量等参数原始数据,对其进行预处理,并采用DPCA方法对其进行动态主元分析,提取其不同健康状态的主元,构建特征向量,采用特征向量构建GRNN神经网络故障诊断模型,并通过测试数据对该方法的有效性进行试验验证。为表明该方法的有效性,采用了基于GRNN和基于DPCA-RBF的方法对喷口加力调节器不同健康状态进行了诊断技术研究,并对不同方法所得到的诊断结果进行了对比分析。结果表明,采用DPCA和GRNN相结合的故障诊断方法能有效识别出喷口加力调节器不同的健康状态,具有很好的实际应用价值。     

基于改进LS-SVM的异步电机转子故障诊断

为了提高异步电动机转子故障的诊断精度,给出了一种基于改进最小二乘支持向量机(LS-SVM)的多故障分类算法。首先运用FFT处理电机的定子电流信号得到信号频谱图,从中提取故障特征向量;然后将特征向量送入改进算法进行故障诊断时,在原有多分类算法的基础上引入层次分析法确定故障类别的权重,根据权重值确定故障的诊断顺序,依次进行故障分类。实验表明,改进算法用于故障诊断节省了诊断时间,提高了诊断精度,具有很好的推广前景。     

基于ELM的航空发动机故障诊断方法

以航空发动机主燃油泵为具体研究对象,提出了一种基于基于小波包能量比与极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的故障诊断方法。对于某型真实航空发动机,采用振动传感器感知发动机附件机匣的振动信号,对获取的发动机附件机匣的振动信号采用DB3小波包对其进行3层小波包分解,求出第3层各频带信号的能量作为原始信号的特征,构建特征向量。用求得的特征向量建立基于ELM的故障诊断模型,对航空发动机主燃油泵进行故障诊断技术研究。为表明该方法的有效性,还设计了基于BP神经网络的故障诊断模型,并对所构建的特征向量进行了诊断。试验结果表明,基于ELM故障诊断方法可以有效提高故障诊断的速度及准确率,具有很好的工程应用前景。     

基于小波分析的柴油机燃油系统故障诊断研究

提出了一种基于小波变换的柴油机燃油系统故障诊断方法。利用夹持在高压油管上的传感器对高压油管外壁弹性变形进行检测,在12150L柴油机喷油泵实验台上进行了大量的实验,对测得的高压油管压力波形进行小波变换,提取反映燃油系统故障状态的特征向量,通过特征参数的变化能有效地诊断燃油系统的各种典型故障。     

有向无环图决策支持向量机和经验模式分解在轴承故障诊断中的应用

当旋转机械发生故障时,其振动信号常常表现出较为复杂的调制形式,经验模式分解能根据信号的真实物理意义完成自适应分解。支持向量机由于其出色的学习性能和良好的推广能力,使其在包括故障诊断在内的众多领域得到较为广泛的应用。利用经验模式分解结果提取频带能量特征向量,采用有向无环图决策支持向量机实现对轴承状态的判别,并基于留一法优化支持向量机的模型参数。最终的应用结果表明,基于EMD和有向无环图决策支持向量机方法可以有效实现对轴承的状态判别。     

基于小波包频带能量检测的神经网络故障诊断技术

利用小波包频带能量检测技术对观测信号进行处理,从中获取反映故障特征的信息,以此作为输入对网络进行训练,可对故障进行比较可靠的分类。同时介绍了利用小波包频带能量检测技术提取观测信号特征向量的方法和步骤,以及基于松散小波神经网络的故障诊断方法。最后结合某型导弹舵系统故障诊断的实例,给出仿真试验,证明了该方法的有效性。     

模式识别方法诊断机械故障实验分析

本文用统计模式识别方法进行了减速机故障诊断试验,选择振动信号幅值概率分布的前几阶矩作为特征向量来进行状态信息凝聚,实验中,将设备的状态分为正常和故障两种状态,应用模式识别方法进行状态分类,实验数据分析的结果表明,实验方法是有效的。     

基于改进型HHT变换的起动电动机故障特征提取

针对装甲车辆起动电动机发生早期故障时的不可预知性,加上现有的维修方式大多是定期保养维护,使得起动机的早期故障得不到有效检测,进而引发更深层次的故障。从电机振动信号的非平稳非线性特点出发,对比分析了当前时频分析技术的优缺点;选用了基于HHT变换的时频分析方法对振动信号这个随机信号来提取特征向量,并提出了改进型的HHT变换理论,对模态混叠和虚假分量的问题加以消除和验证;最后,将改进型的HHT变换方法应用到实物验证。结果表明,能够有效地提取到电机不同状态下的具有紧凑性、代表性和广泛性的特征向量。     

岸/舰双基地地波超视距雷达抗电离层干扰研究

针对现阶段困扰低纬度地区高频地波雷达发展的电离层干扰问题,分析了电离层的干扰特性,提出双基地体制下利用收发之间的位置相互关系减小高仰角区的电离层干扰的方案;通过对发射天线进行优化设计,增加天线在俯仰维的孔径,减小向上的能量辐射,达到降低电离层干扰的目的.仿真验证了该方法的有效性.     

针对双基地雷达的箔条无源干扰

针对R站位置未知带来的各种有源干扰对抗双基地雷达效果不理想问题,提出了基于T站布设的箔条无源干扰方法,论证了该方法的可行性。以R站目标发现概率为效能指标,以飞机编队突防作战为想定背景,对箔条无源干扰双基地雷达效果进行了仿真分析。仿真结果进一步揭示了该方法对抗双基地雷达的有效性。     

小波分析在电子装备供电设备故障检测中的应用

新型电子装备供电设备封装性能好,可及测点少,故障检测和诊断难度大.在分析供电设备声信号产生机理的基础上,提出了一种利用小波分析理论对声信号进行处理,实现非接触、不解体故障检测与诊断的方法.论证了频带能量分析法和极大值分析法提取故障特征信息的可行性,并给出了故障特征参数算法.实验证明,该方法能有效地检测和诊断故障.     

混沌检测在雷达信号测试中的应用

为解决雷达测试信噪比很小的信号检测问题,分析了噪声特性和多普勒信号特性,论述了混沌检测原理,提出了混沌检测方法,并通过实验对混沌检测的可行性及实用性进行了验证。     

一种多站无源联合定位系统的航迹起始方法

为了解决雷达系统面临的4大威胁,多站无源联合定位系统被广泛采用。航迹起始是多站无源联合定位系统对目标进行跟踪的首要问题。分析了多站无源联合定位系统的航迹起始问题的特点,在有源定位系统航迹起始的逻辑法基础上,利用辐射源参数构造多维相关波门进行关联判定,并采用基于最小二乘法的直线拟合方法对航迹作平滑处理,提出了一种针对多站无源联合定位系统的航迹起始方法。仿真实验结果表明了该算法的有效性。     

柴油机燃油供给系统故障模糊诊断研究

通过分析柴油机燃油供给系统的故障表现形式及高压油管的油压波形特征 ,研究了柴油机燃油供给系统的故障诊断策略。首先 ,利用转速波动的扭矩谐波比诊断燃油供给系统是否有故障 ,再利用最大加速因子进一步确定故障源 ,最后 ,从高压油管的油压波形中提取诊断特征参数 ,用多参数模糊诊断的方法来诊断燃油供给系统的常见故障 ,并将此方法应用于柴油机故障诊断专家系统中 ,取得了满意的效果     

雷达"指纹"参数选取

从雷达发射机的基本原理出发,对发射机的各组成部分进行深入分析,给出了每个雷达参数的产生机理,结合生物指纹的特点,得出了雷达脉冲重复间隔可以作为雷达“指纹”特征参数的结论,为雷达个体识别的完成提供了保证。     

雷达调频编码脉冲信号的设计与处理

现代雷达为获得较高的距离分辨力通常采用编码频率脉冲串信号和步进频率脉冲串信号,但都存在数据率低和较为严重的距离-多普勒耦合问题。在研究这两种信号特点的基础上,提出了调频编码脉冲信号形式并给出了相应的信号处理方法。经仿真对比可见,该信号形式及其处理方法能同时解决步进调频信号高距离-多普勒耦合、低数据率两大问题,具有较好的联合分辨力。