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微弱信号的差分振子检测方法

振动．测试与诊断 2013年第2期33卷 224-230,337页

作者：胥永刚冯明时马海龙谢志聪北京工业大学机电学院北京100124

在分析了差分振子基本原理的基础上,重点在理论上分析了噪声对差分振子输出相图的影响,推导了相图大小与有效信号幅值之间的线性比例关系,弥补了差分振子不能检测信号幅值的缺点,阐明了系统参数对差分振子检测性能的影响。理论分析、仿... 详细信息

在分析了差分振子基本原理的基础上,重点在理论上分析了噪声对差分振子输出相图的影响,推导了相图大小与有效信号幅值之间的线性比例关系,弥补了差分振子不能检测信号幅值的缺点,阐明了系统参数对差分振子检测性能的影响。理论分析、仿真实验及工程实践表明,该方法简单稳健,实时性好,具有良好的抗噪性能,能有效检测强噪声背景下的微弱故障信号,可实现机电设备早期故障的可视化检测。

关键词：差分振子微弱信号检测早期故障诊断可视化检测

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基于不变矩的微弱信号检测方法

振动．测试与诊断 2012年第4期32卷 568-571,687页

作者：胥永刚马海龙冯明时崔玲丽北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室北京100124

由于混沌振子从混沌状态转变到大尺度周期状态时其相图的对称性将发生较大变化,提出应用Hu氏不变矩对混沌振子相图的状态进行描述,通过不变矩-策动力关系曲线确定混沌振子相图处于大尺度周期状态的左临界阈值,根据混沌振子混沌状态和大... 详细信息

由于混沌振子从混沌状态转变到大尺度周期状态时其相图的对称性将发生较大变化,提出应用Hu氏不变矩对混沌振子相图的状态进行描述,通过不变矩-策动力关系曲线确定混沌振子相图处于大尺度周期状态的左临界阈值,根据混沌振子混沌状态和大尺度周期状态下不变矩的差异实现混沌振子相图的自动识别。对仿真和工程实测信号进行了分析,结果表明,不变矩值能够准确识别混沌振子相图的状态,并具有良好的抗噪能力。

关键词：混沌振子不变矩故障诊断对称性临界阈值

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差分振子相图的自动识别与应用

振动与冲击 2011年第10期30卷 169-172页

作者：胥永刚马海龙冯明时崔玲丽北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点实验室北京100124

通过仿真实验证明了差分振子相图的大小和待检测信号幅值大小之间的关系。在相同的参数条件下,差分振子的相图越大,则待检测信号的幅值越大。因此,在参数相同的条件下,对不同的差分振子相图进行比较,可以得到待检测信号幅值间的大小关... 详细信息

通过仿真实验证明了差分振子相图的大小和待检测信号幅值大小之间的关系。在相同的参数条件下,差分振子的相图越大,则待检测信号的幅值越大。因此,在参数相同的条件下,对不同的差分振子相图进行比较,可以得到待检测信号幅值间的大小关系。针对差分振子相图的特点给出了差分振子识别的新方法,可以快速识别差分振子是收敛于极环还是极点。最后,通过工程数据的分析成功发现了设备故障发生发展的劣化过程,并对差分振子的相图进行识别,取得了理想的效果。

关键词：差分振子幅值检测相图识别故障诊断

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基于差分振子的轴承早期故障可视化检测

北京工业大学学报 2012年第7期38卷 980-987页

作者：胥永刚马海龙冯明时崔玲丽北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124

运用实验的方法得出了差分振子检测的上下限频率,振子检测的上限频率只要满足采样定理即可.振子的下限检测频率与采样频率有关,在采样频率一定的条件下,振子的下限检测频率大约为采样频率的1/650,当采样频率过高时,不论振子相图收敛于... 详细信息

运用实验的方法得出了差分振子检测的上下限频率,振子检测的上限频率只要满足采样定理即可.振子的下限检测频率与采样频率有关,在采样频率一定的条件下,振子的下限检测频率大约为采样频率的1/650,当采样频率过高时,不论振子相图收敛于极点还是极环都呈现出饼形.利用差分振子相图变化的特点,对现场数据进行分析,发现了设备故障从无到有的相图变化,为设备状态检测提供了一种方法.

关键词：滚动轴承故障差分振子可视化检测频率

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滚动轴承声发射特征的单分类方法及其应用

轴承 2012年第9期 43-46,58页

作者：胥永刚冯明时谢志聪张建宇北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室北京100124

提出基于支持向量数据描述(SVDD)的滚动轴承声发射特征的单分类智能诊断方法,适用于故障监测和诊断中缺少故障样本的情况。首先利用谐波小波优良的频域盒形特性,将滚动轴承声发射信号分解到相互独立互不重叠的若干频带内,然后求取主要... 详细信息

提出基于支持向量数据描述(SVDD)的滚动轴承声发射特征的单分类智能诊断方法,适用于故障监测和诊断中缺少故障样本的情况。首先利用谐波小波优良的频域盒形特性,将滚动轴承声发射信号分解到相互独立互不重叠的若干频带内,然后求取主要频带内信号的能量并归一化处理,进而将归一化能量特征作为特征向量输入SVDD分类器中进行故障识别和分类。试验表明,该方法只需要正常轴承声发射特征作为学习样本,不需要其他非目标样本即可实现故障轴承的识别,与支持向量机分类方法比较具有更高的准确率。

关键词：滚动轴承声发射谐波小波支持向量数据描述单分类

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基于线性不变矩的微弱信号检测方法

基于线性不变矩的微弱信号检测方法

中国振动工程学会第七次全国会员代表大会暨第十届全国振动理论及应用学术会议

作者：冯明时胥永刚马海龙北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点实验室

针对机电设备早期故障振动信号的强噪声微弱特性,提出基于线性不变矩的微弱信号混沌振子检测方法。该方法使用线性不变矩对混沌振子相图状态进行定量刻画,用于确定混沌振子由混沌状态向大尺度周期状态转换的临界阈值,进而构造混沌振子... 详细信息

针对机电设备早期故障振动信号的强噪声微弱特性,提出基于线性不变矩的微弱信号混沌振子检测方法。该方法使用线性不变矩对混沌振子相图状态进行定量刻画,用于确定混沌振子由混沌状态向大尺度周期状态转换的临界阈值,进而构造混沌振子检测器,利用其对微弱周期信号的敏感性检测故障特征周期信号。应用该方法对仿真信号进行了分析,验证了其可行性,并成功应用于高速线材轧机轴承内圈故障的早期诊断。

关键词：混沌振子线性不变矩微弱信号检测早期故障诊断

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微弱信号差分振子检测带宽的特性分析

微弱信号差分振子检测带宽的特性分析

中国振动工程学会第七次全国会员代表大会暨第十届全国振动理论及应用学术会议

作者：胥永刚马海龙冯明时北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点实验室

首先阐明了差分振子的数学模型,进而指出差分振子相图的大小与信号幅值之间存在单调递增的线性比例关系,故可利用差分振子相图的大小刻画信号幅值的相对大小。深入研究了差分振子参数设置对差分振子检测带宽的影响,指出振子参数设置决... 详细信息

首先阐明了差分振子的数学模型,进而指出差分振子相图的大小与信号幅值之间存在单调递增的线性比例关系,故可利用差分振子相图的大小刻画信号幅值的相对大小。深入研究了差分振子参数设置对差分振子检测带宽的影响,指出振子参数设置决定了差分振子检测的带宽,差分振子参数越大,其相应的检测带宽越小,检测精度越高。

关键词：差分振子微弱信号检测幅值表征检测带宽

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差分振子在机电设备早期故障诊断中的应用

差分振子在机电设备早期故障诊断中的应用

2010年全国振动工程及应用学术会议暨第十二届全国设备故障诊断学术会议

作者：马海龙胥永刚冯明时高立新北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点实验室

利用差分振子相图的变化实现机电设备早期故障微弱特征的提取。若差分振子相图收敛于极环,则信号中含有待检测频率。若差分振子相图收敛于极点,则信号中不含有待检测频率。讨论了差分振子的参数设置对差分振子相图的影响及差分振子参数... 详细信息

利用差分振子相图的变化实现机电设备早期故障微弱特征的提取。若差分振子相图收敛于极环,则信号中含有待检测频率。若差分振子相图收敛于极点,则信号中不含有待检测频率。讨论了差分振子的参数设置对差分振子相图的影响及差分振子参数的选取。对故障模拟实验台采集到的滚动轴承外圈、内圈、滚动体点蚀等故障数据进行了分析,取得了理想的效果,验证了差分振子检测的有效性和准确性。最后,对工程实际中轴承故障和齿轮故障的早期数据进行了分析,成功地提取出了故障早期的微弱特征,实现了机电设备的早期故障可视化检测。

关键词：差分振子早期故障诊断滚动轴承齿轮

滚动轴承微弱特征的非线性增强与解调方法研究

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滚动轴承微弱特征的非线性增强与解调方法研究

2010年全国振动工程及应用学术会议暨第十二届全国设备故障诊断学术会议

作者：冯明时胥永刚马海龙高立新北京工业大学机电学院北京市先进制造技术重点实验室

将非线性变换与Morlet小波解调相结合,用于提取滚动轴承早期故障的微弱特征。首先对滚动轴承振动信号进行非线性变换以增强信噪比,并以变换后信号的谱峭度作为变换最佳次数的判决准则,然后选择合适尺度的Morlet小波对非线性增强后的信... 详细信息

将非线性变换与Morlet小波解调相结合,用于提取滚动轴承早期故障的微弱特征。首先对滚动轴承振动信号进行非线性变换以增强信噪比,并以变换后信号的谱峭度作为变换最佳次数的判决准则,然后选择合适尺度的Morlet小波对非线性增强后的信号进行解调,得到含有明显故障特征频率的解调谱。将该方法用于仿真信号和滚动轴承故障实验台振动信号分析,均得到了简明的解调谱特征,证明了该方法的有效性。

关键词：非线性变换 Morlet小波解调滚动轴承微弱特征故障诊断