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基于双相干谱的减压阀故障诊断

计算机测量与控制 2011年第10期19卷 2413-2416页

作者：吴文兵黄宜坚陈文芗福州外语外贸学院福建福州350018 厦门大学信息科技学院福建厦门361000 华侨大学机电工程学院福建泉州362021

双谱包含了信号的非对称、非线性信息,可以用来描述非线性相位耦合,尤其是二次相位耦合;双相干函数可以定量估计二次相位耦合的耦合程度;正常信号和故障信号的双相干谱呈现了不同的波峰特性;二维小波多级分解能在提取信号频率信息的基础... 详细信息

双谱包含了信号的非对称、非线性信息,可以用来描述非线性相位耦合,尤其是二次相位耦合;双相干函数可以定量估计二次相位耦合的耦合程度;正常信号和故障信号的双相干谱呈现了不同的波峰特性;二维小波多级分解能在提取信号频率信息的基础上,有效对二维数组信息进行压缩;最小二乘支持向量机可以在有限样本下得到全局最优,从而避免局部最优问题,且具有降低计算复杂度的优点;实验中由获得的26组实验数据,利用二维小波多级分解对双相干谱进行特征提取,并输入LSSVM对减压阀进行故障诊断,取得了正确率接近90%的良好效果。

关键词：减压阀双相干谱二维小波最小二乘支持向量机故障诊断

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基于双相干谱的电机轴承故障检测方法研究

基于双相干谱的电机轴承故障检测方法研究

作者：胡全大连海事大学

学位级别：硕士

众所周知,感应电动机广泛应用于工业生产、国防工程以及军事等各领域。为保证安全生产,避免电机失效和高价维修,电机的早期故障检测也就显得尤为重要。轴承故障是电机中发生几率最高的故障类型,因此本文主要研究感应电动机轴承故障的检... 详细信息

众所周知,感应电动机广泛应用于工业生产、国防工程以及军事等各领域。为保证安全生产,避免电机失效和高价维修,电机的早期故障检测也就显得尤为重要。轴承故障是电机中发生几率最高的故障类型,因此本文主要研究感应电动机轴承故障的检测方法。定子电流特征分析法将轴承的常见故障与定子电流的特征频率建立了函数关系。当运行电机的轴承存在故障时,定子电流中将相应地产生特定的故障特征频率,且该特征频率与基波、谐波间存在非线性相位耦合现象。因此,通过分析定子电流中的故障特征频率与其它频率成分之间的耦合关系,可以确定电机轴承故障类型。在提取定子电流中的故障特征频率时,面临的问题是如何抑制来自电网的背景色噪声。另外对于早期故障,微弱的故障特征信息淹没在噪声中,导致特征提取比较困难。本文采用高阶统计量中的双相干谱对采样数据进行分析,不仅利用了定子电流信号中的频率信息,还保留了信号中的相位信息,从而可反映出各频率成分之间的相位耦合现象。此外高阶统计量强大的消噪能力理论上能完全抑制高斯噪声。本文利用高阶统计量具有抑制高斯噪声的能力,以及双相干谱定量描述二次相位耦合的程度,提出了基于双相干谱的电机轴承故障检测方法。文中还对普通的双相干谱算法进行了改进。首先,采用一组相互正交的离散椭球序列作为窗函数,代替汉宁窗来对信号进行时域加窗处理。其次,普通双相干谱算法将采样数据进行分段处理再平均,由于每段的数据量较少,最终会导致频谱泄露,谱估计结果中还会出现大量伪峰;而改进算法则是将采样数据进行整段处理,能避免上述的频谱泄露现象。另外,离散椭球序列能更好的减少谱估计中频率成分的旁瓣泄露,使信号在有限采样点时的傅里叶变换具有更好的能量集中特性。本文通过仿真研究验证了上述方法的有效性。所设计出的轴承故障在线检测系统利用上述方法有效地识别了轴承的故障状态。

关键词：轴承故障双相干谱离散椭球序列相位耦合

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双相干谱与双谱在物流故障诊断中的性质对比

兰州文理学院学报（自然科学版） 2014年第2期28卷 35-37,53页

作者：黄建平祝捷吴文兵福州外语外贸学院福建长乐350202

在物流设备故障描述方面,双谱和相干谱具备较多的相似之处,但就设备故障所表现出的非线性和非对称等特征,双相干谱因其可以对二次相位的耦合程度进行定量估算,因此有效综合了上述二者的优势.为了体现这种区别,在减压阀故障诊断实验中,... 详细信息

在物流设备故障描述方面,双谱和相干谱具备较多的相似之处,但就设备故障所表现出的非线性和非对称等特征,双相干谱因其可以对二次相位的耦合程度进行定量估算,因此有效综合了上述二者的优势.为了体现这种区别,在减压阀故障诊断实验中,对特定的故障信号和正常信号同时采用双谱和双相干谱进行故障判别.实验结果表明,在所采用的实验数据中,双相干谱的诊断结果要好于双谱的诊断结果.

关键词：双相干谱双谱对比故障诊断

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旋转机械故障的双相干谱特征及其识别

机械工程学报 2000年第9期36卷 103-106页

作者：杨江天徐金梧陈家骥曾子平北京科技大学机械工程学院北京100083 天津大学

提出了基于双谱分析的旋转机械故障诊断新方法。利用双相干谱函数提取机械振动信号中由故障引起的非线性相位耦合，并且加以分析。通过对几种典型的旋转机械故障分析表明，双相干谱不仅能敏感地监测故障的出现，而且可以有效地识别各种... 详细信息

提出了基于双谱分析的旋转机械故障诊断新方法。利用双相干谱函数提取机械振动信号中由故障引起的非线性相位耦合，并且加以分析。通过对几种典型的旋转机械故障分析表明，双相干谱不仅能敏感地监测故障的出现，而且可以有效地识别各种不同的故障模式。

关键词：旋转机械双相干谱非线性相位耦合故障诊断

基于BSS和BPNN-DS算法的光纤入侵传感网络信息的高精度识别

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光学学报 2016年第1期36卷 32-40页

作者：张燕君刘文哲付兴虎燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室河北秦皇岛066004

采用传统单路传感光纤实现对信息特征的测量,常由于交叉敏感等不可控因素使测量数据出现异常值,导致信息分析偏差较大,识别准确度低。因此,提出了一种基于双相干谱、样本熵和奇异值分解(BSS)和反向传播神经网络(BPNNDS)算法的多路光纤... 详细信息

采用传统单路传感光纤实现对信息特征的测量,常由于交叉敏感等不可控因素使测量数据出现异常值,导致信息分析偏差较大,识别准确度低。因此,提出了一种基于双相干谱、样本熵和奇异值分解(BSS)和反向传播神经网络(BPNNDS)算法的多路光纤入侵传感系统信息的特征提取与识别方法。针对含3路传感光纤的布里渊光时域反射(BOTDR)传感入侵检测系统,该方法利用BSS算法分别对不同入侵类型的多路信号进行特征提取;采用BPNN算法对不同入侵振动特征矢量进行分类;经Dempster Shafer(DS)证据理论算法对多路传感光纤的时空信息进行融合。数值分析与仿真实验结果表明,提出的信息提取方法可以有效提取出多路传感网络的信息特征,且使用BPNN-DS证据理论的多路信息融合方法能够准确识别多路入侵传感网络的信号类型,具有较高的准确度和可信度。

关键词：传感器分布式光纤传感双相干谱样本熵奇异值分解 Dempster Shafer信息融合

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混响和水下目标回波的相位耦合性

哈尔滨工程大学学报 2009年第7期30卷 781-784,803页

作者：李秀坤张晓云马涛哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

双相干谱分析是一种随机信号的现代分析方法,它保留了信号的相位信息且能有效地抑制高斯噪声,描述信号的非线性相位耦合.该文利用双相干谱对水下目标回波进行相位耦合性分析,提取纯混响和目标回波的双相干谱的最大值,将最大值及其对应... 详细信息

双相干谱分析是一种随机信号的现代分析方法,它保留了信号的相位信息且能有效地抑制高斯噪声,描述信号的非线性相位耦合.该文利用双相干谱对水下目标回波进行相位耦合性分析,提取纯混响和目标回波的双相干谱的最大值,将最大值及其对应的频率分布作为特征向量,在三维空间对纯混响和2类沉底目标回波进行了分类、实验数据证明了利用双相干谱特征可以有效地区分混响和目标回波,提高水下目标识别率.

关键词：双相干谱相位耦合特征提取混响

基于双谱分析的内燃机曲轴轴承磨损故障的诊断研究

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中国科学技术大学学报 2004年第6期34卷 688-693页

作者：贾继德刘志刚孔凡让干方建张平中国科学技术大学精密仪器与机械系

引入高阶统计量诊断曲轴轴承磨损故障,在EQ6100汽油发动机上模拟设置四种曲轴轴承间隙,并应用双干谱、双谱对振动信号进行了分析比较,结果显示双谱有效地抑制了噪声影响,较好地对曲轴轴承四种磨损状态进行了分类和识别,并揭示了非线性... 详细信息

引入高阶统计量诊断曲轴轴承磨损故障,在EQ6100汽油发动机上模拟设置四种曲轴轴承间隙,并应用双干谱、双谱对振动信号进行了分析比较,结果显示双谱有效地抑制了噪声影响,较好地对曲轴轴承四种磨损状态进行了分类和识别,并揭示了非线性相位耦合随曲轴轴承磨损状态的变化规律;而运用双谱沿频率ω1=ω2的对角切片提取了曲轴轴承磨损故障诊断的特征参数,并有效地诊断了该故障.

关键词：主轴承磨损双谱双相干谱双谱对角切片非线性相位耦合

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风速时间序列的非线性特性分析

华北电力大学学报（自然科学版） 2008年第6期35卷 99-102页

作者：柳亦兵李虎马志勇辛卫东华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

风速特性是风电机组设计和运行的重要影响因素。利用几种经典和现代非线性信号分析方法对风电机组上实测风速数据的非线性特性进行分析研究。通过均值、方差和偏度等特征值的非对称性和突变特性判断风速长时间序列的非平稳特征,对风速... 详细信息

风速特性是风电机组设计和运行的重要影响因素。利用几种经典和现代非线性信号分析方法对风电机组上实测风速数据的非线性特性进行分析研究。通过均值、方差和偏度等特征值的非对称性和突变特性判断风速长时间序列的非平稳特征,对风速序列的概率分布计算反映风速的非高斯性,利用对数功率谱和频率之间的拟合关系确定风速的非平稳特性,进一步采用双相干谱分析和希尔伯特-黄变换等现代信号分析方法对风速数据是非高斯性和非平稳性进行了分析和验证。

关键词：风速非线性非平稳双相干谱希尔伯特-黄变换

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高阶统计量在水雷目标特征提取中的应用

高阶统计量在水雷目标特征提取中的应用

作者：张晓云哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

提取目标回波的时域相关特征和频域功率谱特征是水下目标特征提取中最基本的方法,但在功率谱估计中,各频率分量间的相位信息难以体现出来,且功率谱和自相关函数仅能对均值已知的高斯过程进行完整的描述。而高阶统计量是针对二阶统计量(... 详细信息

提取目标回波的时域相关特征和频域功率谱特征是水下目标特征提取中最基本的方法,但在功率谱估计中,各频率分量间的相位信息难以体现出来,且功率谱和自相关函数仅能对均值已知的高斯过程进行完整的描述。而高阶统计量是针对二阶统计量(功率谱和相关函数)的各种局限性提出的,它是研究信号非高斯和非线性的有效工具。本文尝试将高阶统计量理论应用到水下目标特征提取中,分析目标回波的非高斯和非线性特征。本文主要研究了高阶统计量中的双谱、双相干谱、1.5维谱和2.5维谱理论。双谱是阶数为3的谱,描述了信号在双频率域的能量分布;双相干谱可以检测信号偏离高斯性和相位耦合的程度;复信号的1.5维谱和2.5维谱可以分别检测信号中的二次相位耦合和三次相位耦合关系。本文对典型信号如CW脉冲信号、带限高斯噪声和由单元散射模型得出的混响信号进行了功率谱、双谱和双相干谱的仿真研究,还对复信号的1.5维谱和2.5维谱进行了大量的仿真研究,仿真结果与理论表达式一致。另外,本文还分析了在高斯噪声、单边指数色噪声和瑞利分布色噪声背景影响下,1.5维谱和2.5维谱在相位耦合中的应用,仿真表明1.5维谱和2.5维谱不仅能抑制对称分布的噪声,而且能抑制非对称分布的噪声。在本文最后,利用双谱、双相干谱处理了大量实验数据,进行了基于双谱和双相干谱的特征提取和压缩。在基于双相干谱的特征空间里,目标回波和混响呈现了良好的类间可分性,而基于双谱的特征向量提取被证明是一个较差的特征向量。最后分析了实验数据中半掩埋雷的回波中不同分段的1.5维谱和2.5维谱,证明雷壳回波和其周围底部混响具有不同的非线性相位耦合性。

关键词：高阶谱特征提取双谱双相干谱相位耦合