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小波包降噪与LMD相结合的滚动轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2012年第18期31卷 153-156页

作者：孙伟熊邦书黄建萍莫燕南昌航空大学信息工程学院南昌330063 中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学国防科技重点实验室江西景德镇333001

局部均值分解(Local Mean Decomposition,简称LMD)方法是一种新的自适应时频分析方法,并成功运用于滚动轴承故障诊断中,但对噪声比较敏感。为消除噪声对诊断结果的影响,提出了一种小波包降噪与LMD相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法... 详细信息

局部均值分解(Local Mean Decomposition,简称LMD)方法是一种新的自适应时频分析方法,并成功运用于滚动轴承故障诊断中,但对噪声比较敏感。为消除噪声对诊断结果的影响,提出了一种小波包降噪与LMD相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先利用小波包去除信号中的噪声,然后,进行LMD分解,并将分解后PF分量与分解前信号的相关系数作为判断标准,剔除多余低频PF分量,最后,选取有效PF集进行功率谱分析,提取故障特征。通过仿真数据和真实滚动轴承数据的故障诊断实验,其结果验证了该方法的有效性。

关键词：滚动轴承故障诊断 LMD 小波包降噪

基于声学模拟和小波包降噪的疏水阀内漏状态预测研究

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基于声学模拟和小波包降噪的疏水阀内漏状态预测研究

作者：刘金伟兰州理工大学

学位级别：硕士

随着我国积极推进“双碳”战略目标和绿色高质量发展政策,工业领域的节能提效已成为实现可持续发展的必要手段之一。蒸汽疏水阀作为蒸汽系统和冷凝水系统的分割点,其内漏检测对系统节能具有重要意义。为满足国内某蒸汽疏水阀生产厂家配... 详细信息

随着我国积极推进“双碳”战略目标和绿色高质量发展政策,工业领域的节能提效已成为实现可持续发展的必要手段之一。蒸汽疏水阀作为蒸汽系统和冷凝水系统的分割点,其内漏检测对系统节能具有重要意义。为满足国内某蒸汽疏水阀生产厂家配套产品预测性维护的需求,开展内漏声学数值模拟、内漏信号降噪算法及声学内漏检测研究,从而实现快速、准确地预测蒸汽疏水阀内漏状态,为此,进行了以下深入研究:(1)以PN40DN15倒吊桶式蒸汽疏水阀为研究对象,基于声流固耦合理论开展阀门内漏流场及声学数值模拟研究。通过建立准确可靠的阀门内漏计算模型,探究阀门内漏过程的流场分布特性,得到蒸汽内漏过程中速度可达525.691m/s,引起强烈的偶极子和四极子噪声。在此基础上,探究蒸汽内漏射流过程的声场特性,研究表明内漏噪声能量主要分布低频段,内漏噪声与内漏量存在正相关关系,内漏孔径对内漏量及声学强度影响较大,而阀前压力影响较小,从而内漏孔径和阀前压力是影响内漏量和声学强度关键参数。(2)基于阀门内漏声发射检测原理,对声发射传感器、信号控制器及信号处理器进行选型,开展低噪声前置放大器及低纹波电源模块的设计,从而实现微弱声信号的采集。(3)基于能量、峭度及熵相关的定义,选取最优的小波基函数及分解层数实现小波包分解,并选用信噪比、均方根误差评价指标对改进阈值函数的参数进行优选设计改进小波包降噪算法。通过改进小波包对仿真声发射信号降噪研究,研究表明该算法有效抑制信号的高频噪声并突出其有用信息,便于后续实测信号的降噪。(4)基于Lighthill声学理论和马大猷声功率相关定律,建立阀门内漏声发射信号与影响内漏量关键参数的关系,从而开展阀门内漏声发射试验。通过对不同工况下实测声发射信号进行波形和频谱分析,结果表明随着内漏孔径的增大,信号能量逐渐增加,信号能量主要分布在低频段,幅值较大的频率为14k Hz。进而基于改进小波包的信号降噪算法对声发射信号进行降噪处理,提取其特征参数AE并拟合蒸汽疏水阀内漏模型,实现通过声发射内漏信号预测其内漏状态。以上研究表明,蒸汽疏水阀的内漏声学特性可作为内漏状态判断依据。对内漏声发射信号进行改进小波包降噪处理,结合Lighthill声学理论及马大猷声功率相关定律建立了可靠的阀门内漏状态预测模型,实现准确地预测阀门的内漏状态。

关键词：蒸汽疏水阀状态预测阀门内漏声流固耦合小波包降噪

基于二次相关加权阈值的滚动轴承声发射信号小波包降噪算法研究

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振动与冲击 2015年第21期34卷 175-178,199页

作者：王之海伍星柳小勤昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对滚动轴承疲劳损伤初期声发射信号微弱而易湮没于噪声中难以有效检测的问题,提出一种基于二次相关加权阈值的声发射信号小波包降噪算法。通过计算原始信号各小波包分解成分自相关函数与噪声自相关函数的互相关系数(二次相关),对"3σ... 详细信息

针对滚动轴承疲劳损伤初期声发射信号微弱而易湮没于噪声中难以有效检测的问题,提出一种基于二次相关加权阈值的声发射信号小波包降噪算法。通过计算原始信号各小波包分解成分自相关函数与噪声自相关函数的互相关系数(二次相关),对"3σ"阈值加权得到小波包分层阈值,实现对声发射信号的降噪。仿真分析与实测声发射信号分析表明,该方法能够有效去除干扰噪声,凸显声发射冲击信号。

关键词：滚动轴承声发射小波包降噪二次相关

液压缸往复动密封磨损状态声发射信号特征提取与分析

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润滑与密封 2024年

作者：晁婷婷赵秀栩蔡昌庚朱亚森武汉理工大学机电工程学院数字制造湖北省重点实验室广东天恒液压机械

为及时监测液压缸往复动密封圈的磨损状态，本文以Y型活塞杆密封为对象，采用声发射检测方法进行实验研究，对于不同磨损程度的密封圈，分别在2 MPa、4 MPa、6MPa压力条件下进行五次冲程实验，采用时域、频域和时频域分析方法对声发射... 详细信息

为及时监测液压缸往复动密封圈的磨损状态，本文以Y型活塞杆密封为对象，采用声发射检测方法进行实验研究，对于不同磨损程度的密封圈，分别在2 MPa、4 MPa、6MPa压力条件下进行五次冲程实验，采用时域、频域和时频域分析方法对声发射信号进行特征提取和分析。结果表明：在声发射信号时域特征中的平均值、标准差、均方根、能量、脉冲因子和裕度因子，频域特征中的平均频率、重心频率可以识别密封圈的磨损状态，而频域特征中的均方频率和均方根频率与时频特征中的小波包频带能量比可以用于识别密封圈是否磨损。时域、频域和时频域特征的识别率分别为91.7%、88.9%和83.3%。另外，研究还发现不同类型的密封圈其声发射信号特征存在一定差异。本研究对于在工程实际中进行液压缸密封磨损状态监测具有重要的指导意义。

关键词：液压往复密封磨损状态小波包降噪声发射特征提取

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基于激光超声的轨道钢表面裂纹双侧扫描检测

中国激光 2024年第14期 142-151页

作者：冯沐祺徐启明战宇刘常升东北大学材料科学与工程学院东北大学信息科学与工程学院东北大学理学院

为实现轨道钢表面裂纹的快速原位定位定量检测，提出基于激光超声技术的双侧扫描成像方法。在裂纹两侧进行了激光超声线扫描检测，采用小波包变换的方法对波形数据进行了降噪处理，对降噪后的数据进行B扫描成像处理，并对整体裂纹进行... 详细信息

为实现轨道钢表面裂纹的快速原位定位定量检测，提出基于激光超声技术的双侧扫描成像方法。在裂纹两侧进行了激光超声线扫描检测，采用小波包变换的方法对波形数据进行了降噪处理，对降噪后的数据进行B扫描成像处理，并对整体裂纹进行了成像。针对线扫描成像法检测裂纹长度误差较大的问题，提出了绘制扫查位置-最大幅值差图的方法以确定裂纹的起始和终止位置，从而实现裂纹长度信息的获取，提高裂纹长度检测的精度。结果表明，双侧扫描成像法可直观地得到裂纹的位置、长度和宽度信息。其中，该方法检测裂纹位置的相对误差不超过0.83%，检测裂纹宽度的相对误差为1.56%，检测裂纹长度的相对误差为8%。绘制扫查位置-最大幅值差图的方法检测裂纹长度的相对误差不超过4%，明显高于双侧扫描成像法。所提方法在金属表面裂纹的快速成像检测方面具有可行性，且为激光超声检测裂纹长度提供了更精确的数据处理方案。

关键词：测量激光超声缺陷检测 B扫描小波包降噪

NLFM-16QAM雷达通信一体化信号设计与处理方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：国强董欣玥戚连刚哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨工程大学物理与光电工程学院

在雷达通信一体化领域，设计出既能实现雷达探测功能又能实现通信信息传输功能的同波形信号是至关重要的一个环节。针对在雷达信号脉冲内对通信信息调制后，自相关性能低的问题，提出了一种高频带利用率以及低自相关旁瓣的基于非线性调... 详细信息

在雷达通信一体化领域，设计出既能实现雷达探测功能又能实现通信信息传输功能的同波形信号是至关重要的一个环节。针对在雷达信号脉冲内对通信信息调制后，自相关性能低的问题，提出了一种高频带利用率以及低自相关旁瓣的基于非线性调频(NLFM)信号的雷达通信一体化信号形式。将NLFM信号作为16阶正交幅度调制(16QAM)信号的载波，建立了NLFM-16QAM雷达通信一体化信号模型，分析了该信号的模糊函数以及相关的雷达与通信性能。在此基础上，针对所提出的NLFM-16QAM信号因其通信基带信号的随机性使雷达功能受到影响，从而降低了运动目标探测性能这一问题，将一体化系统的接收端作出改进，提出了小波包降噪联合自然梯度算法对NLFM-16QAM信号进行接收处理。仿真结果表明，所提信号的频带利用率明显高于低阶调制的雷达通信一体化信号的频带利用率，在自相关性能方面，所提信号比16QAM-LFM信号的积分旁瓣比降低了23.07 dB，峰值旁瓣比降低了26.08 dB，NLFM-16QAM信号在经过改进接收端的联合算法处理之后，运动目标的检测结果获得显著改善。

关键词：雷达通信一体化信号设计非线性调频信号自相关性能小波包降噪自然梯度算法

小波包降噪与HHT在齿轮箱滚动轴承中的故障诊断

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矿山机械 2012年第10期40卷 104-107页

作者：郝刚潘宏侠中北大学机械工程与自动化学院山西太原030051

针对齿轮箱的滚动轴承采集振动信号,进行故障诊断是非常有效的一种方法。但在实际中,采集的振动信号中往往存在噪声信号的干扰,因此,需要去掉噪声后再进行诊断。小波包降噪在机械设备的故障诊断中得到了成功的应用,希尔伯特——黄变换(H... 详细信息

针对齿轮箱的滚动轴承采集振动信号,进行故障诊断是非常有效的一种方法。但在实际中,采集的振动信号中往往存在噪声信号的干扰,因此,需要去掉噪声后再进行诊断。小波包降噪在机械设备的故障诊断中得到了成功的应用,希尔伯特——黄变换(Hilbert-HuangTransform,HHT)是一种处理非平稳信号的方法。结合这两种方法对齿轮箱中的滚动轴承进行故障诊断,并对比了单独使用HHT的方法,证明了结合两种方法对其进行故障诊断的正确性。

关键词：齿轮箱小波包降噪 HHT 故障诊断

基于小波包降噪与有限元模型修正的结构损伤识别方法

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力学季刊 2010年第4期31卷 528-533页

作者：宋固全涂飞张纯南昌大学建筑工程学院南昌330031

针对模型修正方法进行结构损伤时识别精度易受实测模态噪声干扰的问题,提出一种基于小波包降噪与有限元模型修正的结构损伤识别方法。在损伤识别的每一迭代步中,以结构有限元模型为基准,考虑真实模态与模态噪声在时频域内的差异,以实测... 详细信息

针对模型修正方法进行结构损伤时识别精度易受实测模态噪声干扰的问题,提出一种基于小波包降噪与有限元模型修正的结构损伤识别方法。在损伤识别的每一迭代步中,以结构有限元模型为基准,考虑真实模态与模态噪声在时频域内的差异,以实测模态与有限元模型计算模态的差值为对象进行小波包降噪处理;并利用降噪处理后的模态参数构造模型修正目标函数,进行有限元模型修正,经过修正迭代计算后可识别结构的损伤位置与程度。数值算例表明本文方法可明显提高有限元模型修正方法进行结构损伤识别的鲁棒性。

关键词：模型修正小波包降噪损伤识别

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多进制相移键控信号小波包降噪的改进算法

计算机应用 2014年第A1期34卷 24-27页

作者：刘国敏符杰林仇洪冰桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

多进制相移键控(MPSK)调制信号广泛应用于现代无线通信系统,但它在传输过程中会受到加性噪声的严重干扰,造成了信号解调的困难。为了提高MPSK信号的信噪比以正确解调出原始信号,对MPSK信号的小波包降噪算法进行了研究,提出了改进的阈值... 详细信息

多进制相移键控(MPSK)调制信号广泛应用于现代无线通信系统,但它在传输过程中会受到加性噪声的严重干扰,造成了信号解调的困难。为了提高MPSK信号的信噪比以正确解调出原始信号,对MPSK信号的小波包降噪算法进行了研究,提出了改进的阈值与阈值函数算法。重点考虑了分解层数与过采样倍数的关系,以及如何选取合适的小波基、阈值和阈值函数。仿真结果表明,改进后的算法与Donoho阈值与阈值函数算法相比在信噪比方面提高了约5 dB,同时误码率也显著降低。该算法非常适合用于无线通信,尤其是低信噪比下的非合作通信。

关键词：多进制相移键控信号小波包降噪阈值阈值函数