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利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断

机械工程学报 2017年第3期53卷 63-72页

作者：李宏坤杨蕊任远杰何德鲁郭斌大连理工大学机械工程学院大连116023

针对快速谱峭度在低信噪比情况下分析效果差的问题,提出应用粒子滤波的前处理降噪方法来提高信噪比,从而解决谱峭度受噪声干扰效果差的问题,进而提高滚动轴承故障诊断的成功率。建立振动信号的状态方程,提取原始信号的背景噪声,将其与... 详细信息

针对快速谱峭度在低信噪比情况下分析效果差的问题,提出应用粒子滤波的前处理降噪方法来提高信噪比,从而解决谱峭度受噪声干扰效果差的问题,进而提高滚动轴承故障诊断的成功率。建立振动信号的状态方程,提取原始信号的背景噪声,将其与状态方程之和作为观测方程。联立状态方程与观测方程来建立状态空间模型。采用粒子滤波对信号重新估计,得到新序列即是降噪之后的信号,结合快速谱峭度方法,获取最佳分析频带。并结合频谱分析得出故障频率。对比快速谱峭度与经验模式分解(Empirical mode decomposition,EMD)方法降噪的谱峭度分析诊断结果,证明所提方法的有效性。

关键词：滚动轴承状态空间粒子滤波谱峭度

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基于状态空间模型的可靠性评估方法

振动与冲击 2016年第1期35卷 118-124页

作者：李宏坤何德鲁张志新任远杰丛明大连新宇理工科技开发中心有限公司大连116024 大连理工大学机械工程学院大连116024 大连大学机械学院大连116622

基于设备性能退化特征的可靠性分析是可靠性技术研究重要方向之一,当前许多研究是基于多样本进行分析。针对单个设备的可靠性预测问题非常有限,提出基于状态空间模型的可靠性方法进行小样本预测。首先通过在线监测技术获得反映设备状态... 详细信息

基于设备性能退化特征的可靠性分析是可靠性技术研究重要方向之一,当前许多研究是基于多样本进行分析。针对单个设备的可靠性预测问题非常有限,提出基于状态空间模型的可靠性方法进行小样本预测。首先通过在线监测技术获得反映设备状态的信号,运用小波分析方法提取监测信号的小波包能量,选取趋势明显符合设备状态变化的相关频带能量作为设备退化指标。然后对这些特征指标进行滑动平均滤波处理,提高退化特征的信噪比,将其作为状态空间模型的输入对模型参数进行估计,从而建立退化指标的状态空间预测模型,最后预测退化指标的概率分布并计算可靠度。结合滚动轴承试验数据和铣刀磨损数据验证方法的准确性和有效性,为小样本事件的可靠性预测提供一个有效方法。

关键词：可靠性预测状态空间模型特征提取小波分析滑动平均

基于改进的灰度共生矩阵参数特征提取的齿轮箱故障诊断

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机械管理开发 2016年第9期31卷 62-64页

作者：何德鲁李宏坤大连理工大学辽宁大连116042

基于时频图像提出了一种改进的灰度共生矩阵参数特征提取的方法,该方法应用于时频图像的故障特征提取。经试验数据验证,相对于传统灰度共生矩阵参数,改进后的灰度共生矩阵参数有较好的特征提取效果。

关键词：非稳态信号时频图像特征提取故障诊断

多种汇流型态分布对河道水动力特征的影响分析

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多种汇流型态分布对河道水动力特征的影响分析

作者：何德川重庆交通大学

学位级别：硕士

城市雨水通过排水管道汇入河道,河道水位对排水管道的顶托作用增加了城市内涝的风险,目前采用的工程手段是使用大口径的排水涵洞与河道连接以解决此问题,但对排水涵洞与河道水动力耦合的研究中只关注到河道水位对排水通道的顶托作用,并... 详细信息

城市雨水通过排水管道汇入河道,河道水位对排水管道的顶托作用增加了城市内涝的风险,目前采用的工程手段是使用大口径的排水涵洞与河道连接以解决此问题,但对排水涵洞与河道水动力耦合的研究中只关注到河道水位对排水通道的顶托作用,并未考虑到与河道交汇后对河道的水动力特征影响,对于排水通道与河道排涝的衔接研究还不完善,因此极需要对排水涵洞与河道交汇对河道的水动力特征影响的进行相关研究,以提高城市排涝能力。由于当前对交汇水流的水动力特性研究主要考虑不同交汇角、汇流比、河道糙率等因素作用下的明渠交汇以及天然河流交汇,对于不同汇流比、交汇角以及不同支流底部高程等多种汇流型态分布影响下的支流为满流运行的排水涵洞与河道相交汇的研究较少,因此本文采用理论分析与数值模拟结合的研究手段,查阅有关的文献资料及相关规范,利用ANSYS Fluent软件分别对支流为圆形断面与矩形断面涵洞在与干流河道交汇模型建立三维数值模型并计算。综合分析多种汇流型态影响下河道的水面线、水深分布、流场流速以及紊动能耗散率的计算结果得出简要结论:(1)随着交汇角的增加,河道上游壅水区域的水位及水深逐渐增加;交汇区域内水深变幅在逐渐增大;平面最大流速值,分离区及停滞区范围逐渐增大;断面流速上的二次流结构逐渐从左岸向右岸发展,形成多个尺度较小的二次流结构;支流出口边界的紊动能耗散率以及下游紊动能耗散范围也在逐渐增大。(2)汇流比增加后,河道水位及水深高度增加,跌水区域的幅度和范围以及分离区范围减小,分离区逐渐向侧左岸收缩,河道平面流速及断面流速都增大,紊动能耗散率在干支流连接处的值逐渐增大,对于河道下游的影响范围减小。(3)随着支流底部高程的增加,河道水面线逐渐降低,交汇口上游壅水区域水面高度及水深减小,交汇口下游跌水区域的跌水程度增加,水深减小。且支流汇入方式发生变化,流出口水流不仅沿原方向流动还更多的向下方向斜切入河道中,造成出口位置水深降低。(4)圆形涵洞与矩型涵洞分别与河道交汇后,对水面线、水深、流速分布等水动力特征的分布规律都是相同的,但在数值上圆形涵洞汇入后河道水位高度,流速等数值要低于矩形涵洞入汇。(5)对北碚区颐尚温泉小镇段河道的底洞沟支流采用圆形涵洞与干流河道交汇,交汇角度为60°,支流出口底高程提升0.8m的方式进行布置,经过计算分析得出,在遭遇两百年一遇洪水的时候,支流汇入不会影响河道正常行洪。

关键词：干支流交汇排水涵洞 RNG k-ε模型城市内涝数值模拟

全固态锂离子电池中纳米硅负极电化学性能研究

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全固态锂离子电池中纳米硅负极电化学性能研究

作者：何德雨北京有色金属研究总院

学位级别：硕士

蜡梅叶石油醚萃取物的灭螺活性及对水稻生长的影响

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蜡梅叶石油醚萃取物的灭螺活性及对水稻生长的影响

作者：何德颖江西师范大学

学位级别：硕士

性能维持的增广可行域Tube鲁棒经济模型预测控制

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控制与决策 2024年第2期39卷 536-544页

作者：何德峰李能卓黄原驰韩平浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并... 详细信息

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并对系统状态和控制约束进行紧缩Tube设计,给出增广可行域优化问题的数学描述;然后,引入线性分解增广名义终端状态和终端罚函数,扩大优化问题的初始可行域,在此基础上应用终端“三要素”和收缩原理,建立TEMPC策略的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点有界稳定性的充分性条件,进而证明闭环性能在原初始可行域上的不变性;最后,通过对比仿真结果验证所提出策略的有效性和优越性.

关键词：模型预测控制不确定线性系统鲁棒稳定性经济优化可行域

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约束非线性系统理想点多目标安全预测控制

控制理论与应用 2024年第2期41卷 355-363页

作者：何德峰操佩颐岑江晖浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

考虑具有状态和控制约束的仿射非线性系统多目标安全控制问题,本文提出一种保证安全和稳定的多目标安全模型预测控制(MOSMPC)策略.首先通过理想点逼近方法解决多个控制目标的冲突问题.其次,利用控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)参数化局部... 详细信息

考虑具有状态和控制约束的仿射非线性系统多目标安全控制问题,本文提出一种保证安全和稳定的多目标安全模型预测控制(MOSMPC)策略.首先通过理想点逼近方法解决多个控制目标的冲突问题.其次,利用控制李雅普诺夫障碍函数(CLBF)参数化局部控制律,并确定系统不安全域.在此基础上,构造非线性系统的参数化双模控制器,减少在线求解模型预测控制(MPC)优化问题的计算量.进一步,应用双模控制原理和CLBF约束,建立MOSMPC策略的递推可行性和闭环系统的渐近稳定性,并保证闭环系统状态避开不安全域.最后,以加热系统的多目标控制为例,验证了本文策略的有效性.

关键词：非线性系统模型预测控制多目标控制安全控制稳定性

通信拓扑切换下车辆队列分布式多目标预测控制

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中国科学：信息科学 2024年第9期54卷 2263-2279页

作者：何德峰罗捷李永福浙江工业大学信息工程学院杭州310023 重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆邮电大学智能空地协同控制重庆市高校重点实验室重庆400065

考虑存在通信拓扑切换的非线性车辆队列多目标编队控制问题,提出一种分布式多目标模型预测控制(multi-objective model predictive control,Mo-MPC)策略.首先,利用邻居车辆状态信息以及与时间相关的图函数构造队列协同控制目标函数,再... 详细信息

考虑存在通信拓扑切换的非线性车辆队列多目标编队控制问题,提出一种分布式多目标模型预测控制(multi-objective model predictive control,Mo-MPC)策略.首先,利用邻居车辆状态信息以及与时间相关的图函数构造队列协同控制目标函数,再使用字典序优化描述分布式Mo-MPC问题.然后,采用平均终端等式约束保证各车预测终端状态的收敛性.进一步结合权值矩阵充分条件和兼容性约束,利用切换系统公共Lyapunov稳定性技术保证车辆队列闭环系统的稳定性.同时,为了抑制前车状态误差波动沿着队列传播,使用一类状态误差最大值约束保证车辆队列的L∞弦稳定性.最后,利用两组典型工况的对比仿真结果验证本文策略较传统编队控制策略在经济性能方面的提升.

关键词：非线性车辆队列分布式模型预测控制多目标控制切换通信拓扑稳定性