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变工况下磨削振纹的深度迁移智能辨识方法

机械工程学报 2023年第16期59卷 128-136页

作者：刘佳宁曹宏瑞闫鹏辉姬汶辰西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 陕西法士特汽车传动集团有限责任公司西安710049

磨削振纹是磨削加工过程中常见的缺陷之一,直接影响零件的表面质量和加工精度,对磨削振纹进行在线监测、智能辨识并及时采取措施具有十分重要的意义。然而实际加工过程中磨削工况多变,数据分布特征存在差异,传统的机器学习方法均以训练... 详细信息

磨削振纹是磨削加工过程中常见的缺陷之一,直接影响零件的表面质量和加工精度,对磨削振纹进行在线监测、智能辨识并及时采取措施具有十分重要的意义。然而实际加工过程中磨削工况多变,数据分布特征存在差异,传统的机器学习方法均以训练数据和测试数据具有相同的分布为前提,将不再适用。针对这一问题,提出变工况下磨削振纹的深度迁移智能辨识方法。首先根据磨削振动信号的特征频率建立基于边频带特征频率的振纹在线监测指标,并对典型工况下的磨削振动信号进行分析以获取源域样本标签信息。然后在此基础上构建基于加权最大均值差异算法的领域自适应网络(Weighted maximum mean discrepancy based domain adaptation network,WDAN)以提取域不变特征。最后开展变工况试验验证网络的有效性,结果表明在磨削参数多变的情况下,该网络优于卷积神经网络以及其他常用领域自适应网络,能够有效提高振纹识别精度。

关键词：磨削加工表面振纹识别变工况深度迁移学习

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基于神经网络的薄壳多目标振动优化控制研究

机械工程学报 2016年第9期52卷 56-64页

作者：张兴武刘金鑫陈雪峰曹宏瑞西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054

针对目前主动控制方法主要集中于减振降噪方面的研究,无法满足工程中频率特性改变的需求等问题,结合神经网络的多目标并行处理能力,提出基于神经网络的多目标振动优化控制方法。首先,基于神经网络算法,构造频域主动控制架构,相较于时域... 详细信息

针对目前主动控制方法主要集中于减振降噪方面的研究,无法满足工程中频率特性改变的需求等问题,结合神经网络的多目标并行处理能力,提出基于神经网络的多目标振动优化控制方法。首先,基于神经网络算法,构造频域主动控制架构,相较于时域方法,该架构一个控制循环只需一次傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT),无傅里叶逆变换(Inverse fast Fourier transform,IFFT),因此,控制时效性得到有效保证。其次,基于全局频域误差与特征频点误差,构造混合型误差评判准则,提升算法的自适应性,可靠性与抗干扰能力。再次,基于多自由度系统方程,研究了多目标控制中的可控性问题,保证控制的可行性。最后,通过大型薄壳结构的八点多目标振动优化控制,有效验证了方法的有效性与可行性。

关键词：神经网络混合误差准则频率特性多目标振动优化

履带车辆制动器扭振信号瞬时频率特征提取方法研究

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兵工学报 2023年第1期44卷 316-324页

作者：周铖罗杨魏江曹宏瑞兰海张万昊西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国北方车辆研究所北京100072

履带车辆的制动性能是评判其机动性优劣程度的重要指标之一,发动机引起的扭振在一定程度上会造成制动器制动效果降低,甚至失效。扭振信号常淹没于噪声信号中,因此在分析过程中很难判断所分析的信号是否存在扭振特征。针对上述问题,提出... 详细信息

履带车辆的制动性能是评判其机动性优劣程度的重要指标之一,发动机引起的扭振在一定程度上会造成制动器制动效果降低,甚至失效。扭振信号常淹没于噪声信号中,因此在分析过程中很难判断所分析的信号是否存在扭振特征。针对上述问题,提出参数优化变分模态分解(VMD)的扭振信号瞬时频率特征提取方法。通过采用粒子群优化算法,以能量熵为适应度函数优化VMD参数,得到最优组合。采用最优参数组合对扭振信号进行降噪和重构,对重构的扭振信号进行零点线性插值,计算两脉冲之间的间隔,得到扭振瞬时转速波动信号。对瞬时转速波动信号进行频谱分析,实现对扭振信号瞬时频率特征提取。惯性载荷扭振实验结果表明:在转子转速为600 r/min、扭振激励频率为50 Hz的条件下,对采样频率为20 480 Hz的位移信号做参数优化VMD能精确提取扭振瞬时频率特征,误差小于1%。

关键词：履带车辆扭振变分模态分解粒子群优化算法瞬时频率线性插值

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滚动球轴承损伤故障动力学建模与仿真

中国科技论文 2014年第8期9卷 902-907页

作者：牛蔺楷曹宏瑞何正嘉西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

基于动力学模型的故障机理研究可深入了解故障出现后滚动轴承的振动响应特征,并可为故障诊断提供依据。构建了滚动球轴承的故障动力学模型,该模型中每个轴承元件(滚球、内圈及外圈)具有6个自由度,且考虑了元件之间的相对滑动和润滑牵引... 详细信息

基于动力学模型的故障机理研究可深入了解故障出现后滚动轴承的振动响应特征,并可为故障诊断提供依据。构建了滚动球轴承的故障动力学模型,该模型中每个轴承元件(滚球、内圈及外圈)具有6个自由度,且考虑了元件之间的相对滑动和润滑牵引特性以及基座的动力学特性。在对局部损伤进行建模时,完整考虑了损伤出现后由于材料缺失而引入的额外间隙,以及损伤对赫兹接触刚度及接触载荷作用方向的影响,同时在时域和频域对特定故障模式(外圈和内圈分别具有局部表面损伤)下轴承的振动响应问题进行了分析。仿真结果表明,由于动力学模型考虑了滚球和滚道之间的滑动和润滑牵引,因此计算得到的故障特征频率比基于纯滚动和简单运动学假设以及拟静力学的计算值更为精确和合理。利用已有文献的实验结果验证了本模型的正确性。

关键词：滚动轴承动力学模型损伤故障诊断故障机理

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时变啮合刚度算法修正与齿根裂纹动力学建模

机械工程学报 2013年第11期49卷 153-160页

作者：万志国訾艳阳曹宏瑞何正嘉王帅 r西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

当齿轮产生裂纹时,其啮合刚度变化引起的振动响应特征是实现裂纹故障诊断的重要依据。提出一种考虑齿根圆与基圆不重合时的啮合刚度修正方法,建立齿根裂纹动力学模型并进行其振动响应精确求解。分析齿根圆与齿基圆不重合时啮合刚度求解... 详细信息

当齿轮产生裂纹时,其啮合刚度变化引起的振动响应特征是实现裂纹故障诊断的重要依据。提出一种考虑齿根圆与基圆不重合时的啮合刚度修正方法,建立齿根裂纹动力学模型并进行其振动响应精确求解。分析齿根圆与齿基圆不重合时啮合刚度求解误差,建立考虑齿根圆修正的齿轮裂纹变截面悬臂梁模型,显著提高了采用势能法求解齿轮时变啮合刚度的求解精度;建立含齿根裂纹故障的齿轮传动系统多自由度动力学模型,利用Runge-Kutta法求解齿轮产生裂纹故障时的动力学响应,仿真结果表明当齿根出现裂纹时,其振动响应中会出现明显的冲击响应特征;测试含2 mm齿根裂纹故障试验台的振动信号,利用二代小波包分解进行信号处理,试验结果与数值分析结果相符,为齿轮传动裂纹故障诊断提供了理论基础。

关键词：齿根裂纹动力学模型时变啮合刚度势能法

Logistic回归模型在机床刀具可靠性评估中的应用

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机械工程学报 2011年第18期47卷 158-164页

作者：陈保家陈雪峰李兵曹宏瑞蔡改改何正嘉西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

刀具系统作为数控装备的一个重要部件,其可靠性必然会影响到整个装备系统的加工效率和稳定性。为有效地识别刀具磨损状态,降低生产成本,保证加工质量,提出一种基于Logistic回归模型的可靠性评估方法。通过试验在线测取车刀加工过程中的... 详细信息

刀具系统作为数控装备的一个重要部件,其可靠性必然会影响到整个装备系统的加工效率和稳定性。为有效地识别刀具磨损状态,降低生产成本,保证加工质量,提出一种基于Logistic回归模型的可靠性评估方法。通过试验在线测取车刀加工过程中的振动信号和刀具磨损数据,利用小波包分解、时域统计和相关分析,提取刀具磨损的特征频带和显著能量、时域特征指标,结合刀具状态信息,建立Logistic可靠性评估模型,准确地估计出实际使用刀具的可靠度指标和失效时间,对于变化的失效阈值,评估模型同样有效。该方法将设备运行状态信息引入到性能评估和可靠性分析当中,更能反映设备的时间动态特性,且不需要对设备失效过程和分布函数作过多假设。

关键词： Logistic回归模型刀具可靠性评估小波包分解相关分析

基于设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估

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机械工程学报 2009年第12期45卷 89-94页

作者：丁锋何正嘉訾艳阳陈雪锋曹宏瑞谭继勇西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 西安工业大学机电工程学院西安710032

基于概率统计的传统可靠性评估方法一般依赖于失效寿命数据。但失效寿命数据需要通过寿命试验和加速寿命试验获取,对于大量的实时工作设备采用这种方法是不适宜的。这种情况下,基于设备状态的性能退化数据能够提供可靠性评估的重要信息... 详细信息

基于概率统计的传统可靠性评估方法一般依赖于失效寿命数据。但失效寿命数据需要通过寿命试验和加速寿命试验获取,对于大量的实时工作设备采用这种方法是不适宜的。这种情况下,基于设备状态的性能退化数据能够提供可靠性评估的重要信息。在集成失效数据可靠性建模技术和基于设备状态的振动信号特征提取的基础上,提出设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估的新方法。该方法可以把底层信息(如设备运行状态特征的方均根、峭度)与高层信息(如可靠性统计学)之间建立联系,适合设备运行可靠性参数的估计,并能够提供有效的可靠性评估,为设备以可靠性为中心的基于状态的预防维修提供技术支持。通过在铁路机车轮对轴承上的应用实例说明该方法的合理性和有效性。

关键词：可靠性评估比例故障率模型设备状态振动特征

混合高斯噪声条件下稀疏表示方法及其在冲击类故障特征提取中的应用

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机械科学与技术 2024年第6期43卷 917-924页

作者：魏江罗杨第五振坤兰海曹宏瑞西安交通大学机械工程学院西安710049 中国北方车辆研究所北京100072 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

传统稀疏表示方法因其在冲击类信号特征提取中的独特优势而在故障诊断领域被广泛研究。然而,传统稀疏表示理论基于对干扰噪声的高斯分布假设,导致其难以适用于多种噪声分布混合的实际现场。针对上述问题,提出一种混合高斯噪声条件下的... 详细信息

传统稀疏表示方法因其在冲击类信号特征提取中的独特优势而在故障诊断领域被广泛研究。然而,传统稀疏表示理论基于对干扰噪声的高斯分布假设,导致其难以适用于多种噪声分布混合的实际现场。针对上述问题,提出一种混合高斯噪声条件下的冲击类故障特征稀疏表示方法。基于传统稀疏表示理论的贝叶斯框架,借助混合高斯分布的万有逼近性质,建立了基于db4小波字典的混合高斯噪声稀疏分解模型,并推导了基于EM(Expectation-maximum,EM)和ADMM(Alternating direction method of multipliers,ADMM)的优化求解算法用于模型求解。仿真和实验结果表明,所提出的方法能够有效提取混合噪声干扰下的冲击类微弱故障特征信号。

关键词：冲击类故障故障特征提取稀疏分解混合高斯噪声

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PLC控制系统技术应用探讨

中国仪器仪表 2024年第1期 73-76页

作者：姜涛周毅昕曹洪瑞吉林石化公司仓储中心吉林吉林132021 吉林石化公司电仪中心(检测中心) 吉林吉林132022

本文介绍了PLC控制系统的发展历程和趋势,细致论述了PLC控制系统技术特点,分析了PLC控制系统应用领域及系统构成和应用软件,并提出了PLC控制系统的发展前景。

关键词： PLC控制系统梯形图人机界面

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