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正交小波变换k-中心点聚类算法在故障诊断中的应用

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振动与冲击 2021年第7期40卷 291-296页

作者：李卫鹏曹岩李丽娟西安工业大学机电工程学院西安710600 南阳理工学院智能制造学院河南南阳473004

k-中心点聚类算法(k-medoids cluster algorithm,KCA)是改进的机器学习聚类算法,该方法通过初始聚类中心选取和聚类中心更新,对无标记训练样本的学习揭示数据的内在性质及规律,从而区分出机器的运行状态。提出了一种正交小波变换k-中心... 详细信息

k-中心点聚类算法(k-medoids cluster algorithm,KCA)是改进的机器学习聚类算法,该方法通过初始聚类中心选取和聚类中心更新,对无标记训练样本的学习揭示数据的内在性质及规律,从而区分出机器的运行状态。提出了一种正交小波变换k-中心点聚类算法(orthogonal wavelet transform k-medoids clustering algorithm,OWTKCA)诊断方法,利用正交小波变换(orthogonal wavelet transformation,OWT)方法提取各细节信号作为训练样本,用KCA方法进行分类。通过滚动轴承的试验数据分类结果显示,该方法相对于没有提取特征值的KCA能有效处理复杂机械振动信号,明显提高了故障数据聚类效果,缩短了聚类时间,提高了智能诊断效率。

关键词： k-中心点聚类算法(KCA) 机器学习故障诊断正交小波变换(OWT)

正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究

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正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究

作者：李卫鹏郑州大学

学位级别：硕士

在故障诊断领域,传统的故障诊断方法多数是针对平稳信号,基于傅立叶变化基础上对信号的特征提取,然后根据故障诊断经验或理论对故障类型进行判断。另外传统故障诊断中,针对缺少训练样本的问题往往达不到预期诊断目的。本文提出了一种基... 详细信息

在故障诊断领域,传统的故障诊断方法多数是针对平稳信号,基于傅立叶变化基础上对信号的特征提取,然后根据故障诊断经验或理论对故障类型进行判断。另外传统故障诊断中,针对缺少训练样本的问题往往达不到预期诊断目的。本文提出了一种基于正交小波变换--支持向量数据描述的方法(Orthogonal Wavelet Transformation And Support Vector Data Description, OWTSVDD),该方法能够对非平稳信号下的故障样本很好的分类,并解决了样本数目有限条件下的故障诊断问题。正交小波变换(Orthogonal Wavelet Transformation, OWT),是指选择正交小波函数进行小波变换,使在时域和频域都具有表征信号局部特性的能力。支持向量数据描述是一种单分类方法,能够在只有正常样本的条件下对故障信号进行分类。正交小波变换和支持向量描述相结合的方法,利用正交小波变换方法提取各细节信号的峰峰值作为SVDD的输入向量,能快速对设备的运行状态进行识别。本文在研究正交小波变换--支持向量数据描述理论的基础上,着重研究解决了以下几个方面的问题：1.统计学习理论和支持向量数据描述理论和算法,支持向量数据描述中核函数的引入,通过实验证明不同特征提取和选择不同核函数对SVDD分类的影响。2.正交小波变换的基本理论,正交小波变换选择不同小波函数对信号特征提取的影响,并通过事例分析,正交小波变换在故障信号信噪分离、奇异点定位消除和轴承故障诊断方面的特点。3.针对正交小波变换和支持向量描述的特点,本文提出了一种基于正交小波变换--支持向量数据描述的故障分类方法,该方法以正交小波分解后各层信号的峰峰值构成特征向量,用正常状态下的数据样本建立知识库,对测试样本进行分类,与未经行特征提取的SVDD相比,运算效率和诊断效率大大提高。4.正交小波变换--支持向量数据描述在轴承性能退化研究中,对只有点蚀故障情况下的轴承故障状态进行了评估,与点蚀故障下正交小波细节图谱变换趋势一致,说明该方法在故障评估中的有效性。

关键词：正交小波变换--支持向量数据描述故障诊断单分类性能退化

含苯氧乙酸系列配体的铜、锰配位聚合物的结构化学

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含苯氧乙酸系列配体的铜、锰配位聚合物的结构化学

作者：李卫鹏福州大学

学位级别：硕士

特殊的拓扑结构使配位聚合物在选择性催化、分子识别和许多光、电、磁材料及超导体材料等方面显示出诱人的应用前景。苯氧乙酸具有生物活性，在诸如抗菌等方面具有广泛的应用。因此，我们开展了以水杨醛缩取代苯氧乙酰腙的铜、锰配位单... 详细信息

特殊的拓扑结构使配位聚合物在选择性催化、分子识别和许多光、电、磁材料及超导体材料等方面显示出诱人的应用前景。苯氧乙酸具有生物活性，在诸如抗菌等方面具有广泛的应用。因此，我们开展了以水杨醛缩取代苯氧乙酰腙的铜、锰配位单元为节点的配位聚合物的结构化学的研究。一合成了十六个过渡金属配合物。它们分别是：A.含水杨醛缩邻硝基苯氧乙酰腙H2L1的化合物：(1){Cu(L1)(Mpl)}∞, (2){Cu2(L1)2(Doxa)}∞, (3){Cu(L1)(Mpl)}∞, (4){Cu(L1)(hmt)}∞, (5)Cu(L1)(Him), (6)Co(L1)(Mpl)2(OAc), (7)Cu2(L1)2(TEBA), (8)Mn(L1)(AcAc)(H2O), (9) Fe(L1)(AcAc)(H2O);B,含水杨醛缩对甲氧基苯氧乙酰腙H2L2的化合物：(10){CuL2}∞, (11)Mn(L2)(AcAc)(EtOH)·H2O;C.含水杨醛缩苯氧乙酰腙H2L3的化合物：(12){Cu(L3)(Mpl)} ∞, (13){Cu(L3)(hmt)}∞;D.含N-对甲氧基苯氧乙酰基水杨酰肼H3L4的化合物：(14) [Mn6(C16H13N2O5)6(MeOH)2(DMF)4]·(MeOH)4;E.含N-邻硝基苯氧乙酰基水杨酰肼H3L6的化合物:(15) [Fe(C15H10N3O6)(DMF)]6·H2O;F.含2-{[(2-羟基-苯基)-二甲氧基-甲基]-重氮}苯甲酸配体H2L5的化合物：（16）Cu(L5)(Py)。二用X-射线衍射法测定了16个配合物的晶体结构，并用红外、紫外等手段对配体以及部分化合物进行了表征和性质研究。三十六个配合物具有丰富的结构特征。（1）邻位为吸电子取代基的苯氧乙酰腙H2L1配体的九个配合物中，1～4是溶剂分子桥连形成的配位聚合物，5～6具有扩展一维链结构，7为双核化合物，8～9是带有氢键的二聚体。其中，在化合物1中吗啡啉与铜离子弱配位形成一维链，并通过链间氢键结成平面网络结构;化合物2中二氧六环桥连双核节点形成了双核一维链结构。（2）以对位含供电子取代基的苯氧乙酰腙H2L2为配体形成的化合物中，化合物10是肼氮桥连两个铜离子的一维链状配位聚合物，化合物11存在以水分子为中心的三中心键形成的扩展双链结构。（3）发现并讨论了邻位为吸电子取代基-NO2的配体H2L1和对位为供电子取代基－OCH3的配体H2L2对配合物结构的影响。讨论了H2L1和H2L2两种配体对配合物晶体生长的影响。（4）苯环上没有取代基的苯氧乙酰腙H2L3配体的化合物既可以是如化合物1～4类型的配位聚合物12和13，也可以是如化合物10的配位聚合物。(5)以N-取代苯氧乙酰基水杨酰肼H3L4和H3L6为配体合成了18-冠-6型金属冠醚14和15，其中在金属冠醚14中，与六个金属离子配位的溶剂分别为两个甲醇分子和四个DMF分子。这是文献第一个在六个金属原子上有两种配位溶剂分子的18-冠-6金属冠醚。

关键词：配位聚合物合成晶体结构一维链金属冠醚

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黄芩苷对小鼠感染H6N6禽流感的治疗效果

黄芩苷对小鼠感染H6N6禽流感的治疗效果

作者：李卫鹏贵州大学

学位级别：硕士

目的:H6N6亚型禽流感病毒具有跨越物种屏障感染哺乳动物的能力,并对人类健康构成潜在威胁。本研究用不同浓度黄芩苷对感染鸭源H6N6亚型AIV的小鼠进行治疗,探究黄芩苷对H6N6亚型禽流感患鼠血液常规指标、组织病理损伤、组织病毒含量、组... 详细信息

目的:H6N6亚型禽流感病毒具有跨越物种屏障感染哺乳动物的能力,并对人类健康构成潜在威胁。本研究用不同浓度黄芩苷对感染鸭源H6N6亚型AIV的小鼠进行治疗,探究黄芩苷对H6N6亚型禽流感患鼠血液常规指标、组织病理损伤、组织病毒含量、组织中肥大细胞(MC)数量及脱颗粒情况、主要炎性因子等多方面的影响,为黄芩苷治疗低致病性禽流感提供理论依据。方法:通过鸡胚培养试验和血凝试验(HA)筛选出抗H6N6亚型禽流感病毒效果最佳中药。选用6-8周龄小鼠108只,随机平均分为阴性对照组、病毒阳性组、低、中、高黄芩苷治疗组和西药对照组,尾静脉攻毒(0.2 m L·只),阴性组注射(灭菌生理盐水)。攻毒3 d后灌胃给药,黄芩苷治疗组(0.014,0.028,0.056mg·只·d),西药对照组(0.39 mg·只·d),病毒阳性组、阴性对照组(灭菌生理盐水),分别于治疗后3 d、6 d、9 d(各组每次采取6只小鼠)采用颈静脉放血法处死,采集样品。血液分析仪检测血常规;ELISA方法检测血清中炎性因子含量;HA检测肺脏组织匀浆血凝滴度;肺脏、气管、脾脏制作石蜡组织切片,HE染色观察各组织病理损伤、TB染色观察各组织MC,实时荧光定量PC R测量组织中病毒含量。结果:(1)黄芩汤剂在鸡胚中抗病毒效果最佳(2)治疗3 d、6 d、9 d时高剂量黄芩苷组白细胞总数、中性粒细胞数目均极显著低于病毒阳性组(P0.05);(4)治疗9 d时,所有剂量黄芩苷组红细胞数目均极显著高于病毒阳性组(P0.05);(5)在治疗3 d、6 d和9 d时所有黄芩苷治疗组血小板数目均极显著低于病毒阳性组(P0.05),治疗9 d时,中剂量黄芩苷组、高剂量黄芩苷组肺脏组织病毒含量显著低于病毒阳性组(P0.05);(10)治疗9 d时,低剂量黄芩苷组肺脏MC数显著低于病毒阳性组(P0.05);(13)治疗3 d、6 d、9 d时低、中、高剂量黄芩苷组血清中TNF-α含量均极显著低于病毒阳性组(P0.05)。全文总结:黄芩苷在对H6N6禽流感病毒引起的炎症中,具有降低病毒在肺脏中的复制,具有降低白细胞总数、抑制出血反应、抑制肺脏中MC脱颗粒反应,调节血清中细胞因子(IL-1、TNF-α、IFN-γ和5-HT)含量,减轻患鼠肺脏组织的病理损伤的作用。

关键词： H6N6禽流感小鼠黄芩苷炎性损伤治疗效果

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悬锥装置内泥沙沉降特性研究

悬锥装置内泥沙沉降特性研究

作者：李卫鹏新疆农业大学

学位级别：硕士

《悬锥导片混浊流体分离装置》（以下简称悬锥装置）作为一种新型的环保水力分离清水装置。用该装置进行浑水水沙分离试验,试验在不添加任何化学絮凝药剂的情况下,其分离效率比泥沙在自然状态下沉降效率高出很多,与添加化学絮凝药剂的... 详细信息

《悬锥导片混浊流体分离装置》（以下简称悬锥装置）作为一种新型的环保水力分离清水装置。用该装置进行浑水水沙分离试验,试验在不添加任何化学絮凝药剂的情况下,其分离效率比泥沙在自然状态下沉降效率高出很多,与添加化学絮凝药剂的分离效率相当。本文主要通过物理模型试验并结合数值模拟的方法,对悬锥装置的快速水沙分离机理、导片锥角和导片数量的变化是如何影响装置的水沙分离效率等几个方面进行了深入系统的研究。物理模型试验及数值模拟计算主要得到了以下几个结论：首先,悬锥装置的快速水沙分离机理是导片的存在增加了装置中浑水的自由液面面积（即泥沙的有效沉降面积）,缩短了泥沙颗粒的沉降距离,从而大幅度提高了悬锥装置的水沙分离效率;其次,通过改变悬锥装置中导片锥角的大小,得出了导片锥角的大小对装置水沙分离效率影响不大。如果悬锥装置中导片锥角取值过小,则会严重减少装置内导片的安装数量,因而试图通过减小导片锥角来提高装置的水沙分离效率是行不通的。只要悬锥装置中导片表面的坡度值不小于被分离泥沙颗粒的水下休止角,就能保证沉降到导片表面的泥沙不会淤积在导片上,从而顺利进入装置的泥沙通道,进而沉降到装置底部去。悬锥装置中导片数量的多少会直接关系到装置的水沙分离效率,试验得出在相同的导片锥角和间距下,导片数量越多装置的水沙分离效率也就越高。这也进一步证明了悬锥装置的快速水沙分离机理是导片的存在引起了装置中泥沙有效沉降面积的增加,但导片安装数量与装置的水沙分离效率成非线性的正比关系;最后,通过对悬锥装置中泥沙沉降特性的数值模拟计算,通过模拟结果进一步证明了物理模型试验关于悬锥装置机理分析的正确性。

关键词：悬锥装置分离机理导片锥角导片数量数值模拟

基于嵌入式平台与增强现实技术的设备维修辅助系统设计

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基于嵌入式平台与增强现实技术的设备维修辅助系统设计

作者：李卫鹏西安科技大学

学位级别：硕士

增强现实技术AR(Augmented Reality)是一种运用计算机数字图像处理功能把现实场景信息和虚拟世界信息实时的整合在用户眼前的应用技术。论文以提高设备维护管理工作水平为目标,通过对基于嵌入式平台的增强现实技术的研究,为工程技术人... 详细信息

增强现实技术AR(Augmented Reality)是一种运用计算机数字图像处理功能把现实场景信息和虚拟世界信息实时的整合在用户眼前的应用技术。论文以提高设备维护管理工作水平为目标,通过对基于嵌入式平台的增强现实技术的研究,为工程技术人员设计开发出一款可准确提供实时信息辅助完成维修作业的设备维修辅助系统。论文以嵌入式平台为基础,利用增强现实技术,把设备维修辅助系统作为研究对象,对其设计实现及其控制算法进行了分析,深入的研究了系统应用框架的构建,提出了将基于嵌入式平台的增强现实技术应用于设备维护、维修的研究思路,从在设备维护管理中的应用出发,对AR技术的实现进行了相应的论证和研究。文章重点研究了实现增强现实的算法流程;并根据理论分析建立了系统框图。依据对系统原理、功能、需求及性能等各项指标的分析,设计了系统的硬件平台建设方案,并完成了系统的主程序设计,研究了系统软件的逻辑结构并完成了系统运行环境的搭建。在系统设计实现完成后,对系统的运行效果进行了测试与分析,系统的运行效果良好,完全符合设计的预期目标,可以适用于各类设备的辅助维修。本系统主要应用于复杂机械设备组装或维修,可将虚拟模型与提示文本直接与人类真实视野结合,把设备运营维护过程中的大量数据信息变得更加可视和直观,并实时对维修工作进行现场指导。对施工现场的维修人员而言,利用增强现实技术叠加的3D图形进行注释、注解、或演示,远比说明书生动且更易于理解。因此该系统的应用大大降低了工程技术人员维修作业的难度,对于提高工作效率及工程质量,缩短装备维护周期,降低企业成本具有非常重要的意义。

关键词：增强现实 ARM 设备维修 SQLite OpenCV

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感受性问题的生物学解释路径及其意义

感受性问题的生物学解释路径及其意义

作者：李卫鹏山西大学

学位级别：硕士

在认知哲学中,物理主义可以说是其中重要的一个阵营,支持这一主张的认知哲学家的观点也很明确,他们认为应该运用物理科学的语言来描述主观体验的现象特征,从而把难以还原的心理事件用概念性的物理语言描述出来,解决身心二元的问题。其实... 详细信息

在认知哲学中,物理主义可以说是其中重要的一个阵营,支持这一主张的认知哲学家的观点也很明确,他们认为应该运用物理科学的语言来描述主观体验的现象特征,从而把难以还原的心理事件用概念性的物理语言描述出来,解决身心二元的问题。其实,物理主义者的立场也受到了当代一些哲学家的挑战,而关于感受性的难题一直是物理主义者试图解决却难以解决的问题,尤其是感受性的三个特征涉及的心理事件能否被还原成物理事件一直是哲学家们关注的焦点。感受性问题与心理事件密切相关,涉及到意识的根本问题,是认知哲学领域重要研究的一个方面,感受性问题是否能够被还原成物理事件一直是哲学家们关注的焦点。面对感受性问题的强有力的挑战,物理主义者也从不同的角度做出了回应,其中最有力的回应就是还原物理主义者,他们采取的还原论主张就是要把感受性的问题解释为大脑神经系统的一种微观作用,通过比较实验的方法来解释感官刺激形成的难以明说的心理体验。其实更为新颖的观点可能来自于神经科学和生物科学的研究成果,把感受性问题看做是一种生物学特征,从而从更广阔的领域来看待感受性问题。感受性问题涉及到的心理事件如何还原成物理事件与意识难题也密切相关,感受性的主观性特征导致认知主体在认知活动中所产生的心理活动具有现象性,现象概念也难以用日常语言描述出来,所以难以作为客观的研究对象。为了解决这一问题,认知哲学家从不同的角度给与了许多有建设性的见解,而在众多的解释中,感受性问题的生物学解释路径很好地说明了人的感受能力具有生物学特性,认知主体的感知觉形成的主观感受是人体感官和大脑神经系统综合作用所产生的综合反映,不存在独立的心灵实体。

关键词：感受性现象概念物理主义生物自然主义

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跨声速附面层吸气式压气机叶型设计研究

跨声速附面层吸气式压气机叶型设计研究

作者：李卫鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

压气机技术是现代航空发动机设计的一项重要技术。压气机的单级压比不断提高,从而使得压气机整机的尺寸缩小,重量减轻。提高单级压比的重要途径之一,就是提高动叶的叶尖速度,这同时就会造成叶尖的超音速。本文主要内容是借助于CFD技术,... 详细信息

压气机技术是现代航空发动机设计的一项重要技术。压气机的单级压比不断提高,从而使得压气机整机的尺寸缩小,重量减轻。提高单级压比的重要途径之一,就是提高动叶的叶尖速度,这同时就会造成叶尖的超音速。本文主要内容是借助于CFD技术,对跨音速的大转角压气机动叶设计进行了数值研究,主要包括:动叶最大厚度位置、动叶叶栅节距对跨音速吸气压气机的影响,动叶吸气位置和吸气量对叶栅内流动的影响,从而得到了一些有价值的结果附面层吸除能够改善叶栅附面层的流动,使其承受逆压梯度的能力加强,增加叶片负荷并提高叶栅扩压能力。最大厚度位置在跨音速压气机中尤为重要,合理的最大厚度位置既可以减小激波损失也可以为最大厚度后面的扩压段提供合理的载荷分布。吸气位置和吸气量的变化对叶栅气动性能有很大影响,合理的吸气位置和吸气量可以抽除附面层的高熵气体,使附面层的分离得到抑制。本文通过和未抽气原型的对比发现,附面层吸除能提高叶片负荷,减小吸力面的分离区,提高气流折转角,并最终减少叶栅出口处的总压损失。附面层抽吸,优化了附面层的力学行为。总的来说,通过附面层抽吸,对提高级的压比和效率有很大的潜力。

关键词：跨音速附面层抽气

正交小波变换支持向量数据描述在轴承性能评估中的应用

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机械科学与技术 2012年第7期31卷 1201-1204页

作者：李凌均韩捷李卫鹏郝伟郑州大学机械工程学院郑州450001

支持向量数据描述是一种单值分类方法,该方法能够在缺少故障样本的情况下,仅仅利用采集到的正常状态数据样本建立起单值分类器,从而区分出机器的运行状态。正交小波变换对提取非平稳信号的冲击成分具有良好的性能。提出了一种基于正交... 详细信息

支持向量数据描述是一种单值分类方法,该方法能够在缺少故障样本的情况下,仅仅利用采集到的正常状态数据样本建立起单值分类器,从而区分出机器的运行状态。正交小波变换对提取非平稳信号的冲击成分具有良好的性能。提出了一种基于正交小波变换和支持向量数据描述的状态评估方法,利用正交小波变换方法提取各细节信号的峰峰值作为分类器的输入参数,用支持向量数据描述方法建立起分类模型对机器运行状态进行定量评估。对滚动轴承内圈不同程度的点蚀故障进行了试验分析,建立起了对滚动轴承性能退化程度评估的定量指标。

关键词：支持向量数据描述故障诊断性能评估正交小波变换