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基于小波包能量谱与主成分分析的轴承故障特征增强诊断方法

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兵工学报 2019年第11期40卷 2370-2377页

作者：郭伟超赵怀山李成李言汤奥斐西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 安徽中清能动力技术有限公司安徽马鞍山243100

滚动轴承出现损伤时,采集的振动信号呈非平稳性,采用一般的时域和频域分析方法不能准确提取出振动信号的故障特征。根据小波包多分辨、精细化的分解特性,提出一种基于小波包能量谱与主成分分析(PCA)方法的滚动轴承故障诊断算法。将振动... 详细信息

滚动轴承出现损伤时,采集的振动信号呈非平稳性,采用一般的时域和频域分析方法不能准确提取出振动信号的故障特征。根据小波包多分辨、精细化的分解特性,提出一种基于小波包能量谱与主成分分析(PCA)方法的滚动轴承故障诊断算法。将振动信号进行小波包分解,得到重点频率段信息的能量谱,提取能量谱作为特征向量;利用PCA方法对特征向量降维并减小噪声信号的干扰,获得增强的故障特征;利用层次聚类方法和改进的模糊c均值聚类算法对不同类型的滚动轴承故障进行识别,两种聚类方法都准确地识别出了不同的故障类型。实例验证结果表明,所提方法能够有效地提取振动信号中的有用故障特征,实现轴承故障类型的精确诊断。

关键词：轴承故障诊断特征增强小波包分解能量谱主成分分析

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能量谱质心频移法Q值估计

石油地球物理勘探 2016年第5期51卷 863-867,833-834页

作者：杨登锋秦成岗汪瑞良何敏王守东李京南中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院广东深圳518000 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院江苏南京211103

由于地震数据中的噪声干扰,子波振幅谱的高频和低频段扰动强烈,造成振幅谱质心频移法估计Q值的稳定性依赖于积分频带的选取。为此,提出了基于能量谱的质心频移Q值估计的新方法,推导了估计Q值的解析表达式。模型测试证实了能量谱质心频... 详细信息

由于地震数据中的噪声干扰,子波振幅谱的高频和低频段扰动强烈,造成振幅谱质心频移法估计Q值的稳定性依赖于积分频带的选取。为此,提出了基于能量谱的质心频移Q值估计的新方法,推导了估计Q值的解析表达式。模型测试证实了能量谱质心频移法相对于振幅谱质心频移法,对积分频带的依赖性降低、稳定性增强。经实测VSP资料应用证实了该方法可以稳定有效地估计Q值。

关键词： Q值质心频率能量谱振幅谱 VSP

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多层复合装药爆炸冲击波信号能量谱

兵工学报 2020年第11期41卷 2243-2251页

作者：洪晓文李伟兵李文彬徐赫阳李军宝南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

为研究多层复合装药爆炸冲击波在不同频段内的能量谱特性,进行了不同长径比多层复合装药的爆炸试验。利用小波包分析原理分析爆炸试验测得的冲击波压力信号,获得不同长径比复合装药的冲击波压力信号能量谱,得到了不同频段内冲击波压力... 详细信息

为研究多层复合装药爆炸冲击波在不同频段内的能量谱特性,进行了不同长径比多层复合装药的爆炸试验。利用小波包分析原理分析爆炸试验测得的冲击波压力信号,获得不同长径比复合装药的冲击波压力信号能量谱,得到了不同频段内冲击波压力信号的能量谱特征规律。结果表明:复合装药的冲击波能量谱值随装药长径比的增加而增加,冲击波能量主要集中在低频段,不同长径比复合装药爆炸冲击波具有不同的能量分布且各频段的能量差异明显;近距离及大长径比复合装药爆炸冲击波的低频段能量具有较大的能量增长百分比,内外同时起爆时多层复合装药的冲击波压力信号总能量是中心起爆的1.55倍。研究结果可为复合装药结构下毁伤威力可控战斗部的设计及毁伤效能评估提供参考。

关键词：复合装药爆炸冲击波信号小波包能量谱毁伤效能评估

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基于小波能量谱的T型线路故障定位新算法

振动．测试与诊断 2018年第3期38卷 479-485页

作者：汪梅朱亮张国强王亮刘驰西安科技大学电气与控制工程学院西安710054 北京理工大学软件学院北京100081

针对带T型分支的输电线路的故障判支死区问题,为了实现故障精准定位,提出一种基于小波能量谱的T型输电线路测距新算法。利用三次B样条小波变换模极大值算法提取故障特征,在非死区范围内,由三端测距法即可准确完成故障测距;在死区范围内... 详细信息

针对带T型分支的输电线路的故障判支死区问题,为了实现故障精准定位,提出一种基于小波能量谱的T型输电线路测距新算法。利用三次B样条小波变换模极大值算法提取故障特征,在非死区范围内,由三端测距法即可准确完成故障测距;在死区范围内,通过小波能量谱算法判断故障分支,再利用三端测距法完成故障测距。该算法解决了T型线路故障分支判别的死区问题,消除了噪声和波速不稳定带来的影响。仿真软件仿真结果表明,所提方法能够满足T型线路故障测距的要求,不受故障类型和过渡阻抗的影响,并且解决了O区测量盲区的难题。

关键词： T型线路小波变换能量谱故障测距

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弹性SDOF体系输入能量谱的设计表达式

土木与环境工程学报（中英文） 2019年第1期41卷 89-94页

作者：夏洪流胡仁杰重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

合理的地震动设计输入能量谱是推动能量法走向工程应用的重要基础。选取3种场地条件下259条地震动记录,针对弹性单自由度体系(Single Degree of Freedom)的输入能量进行研究。采用归一化方法,将输入能量谱表征为输入能量谱峰值(Elmax)... 详细信息

合理的地震动设计输入能量谱是推动能量法走向工程应用的重要基础。选取3种场地条件下259条地震动记录,针对弹性单自由度体系(Single Degree of Freedom)的输入能量进行研究。采用归一化方法,将输入能量谱表征为输入能量谱峰值(Elmax)与归一化输入能量谱的乘积;根据相关性分析,提出输入能量谱峰值的影响参数及估算方法;基于3种场地条件下归一化输入能量谱特征,通过拟合建立三段式归一化输入能量谱,提出阻尼比为0.05时,弹性SDOF体系设计输入能量谱的计算方法,并验证了该方法的可行性。

关键词：能量谱单自由度体系相关性分析结构抗震设计

基于小波包能量谱和延时时间的断路器故障诊断

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高压电器 2019年第6期55卷 38-44页

作者：金鑫晨崔鹤松武建文马速良冯英袁洋梁传涛北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 机械工业北京电工技术经济研究所北京100070 山东泰开高压开关有限公司山东泰安271000

在电力系统的运行中,断路器能根据需要灵活的变更运行方式和切断故障。断路器动作如果不可靠就会影响电力系统的正常运行,甚至带来巨大的经济损失。为了检测断路器潜在的机械故障,判断断路器是否能正常使用,文中分析断路器的机械振动信... 详细信息

在电力系统的运行中,断路器能根据需要灵活的变更运行方式和切断故障。断路器动作如果不可靠就会影响电力系统的正常运行,甚至带来巨大的经济损失。为了检测断路器潜在的机械故障,判断断路器是否能正常使用,文中分析断路器的机械振动信号,提出了一种振动信号的处理方法:将信号进行小波包分析,计算各尺度波形的能量谱;通过互相关函数,计算各类故障工况下,信号相对于正常情况的延时时间。将特征量带入改进型的支持向量机,即特征加权支持向量机(FWSVM)可对断路器进行故障诊断。结果表明,该方法可以有效地分析高压断路器的部分机械故障,对预防断路器故障有实际意义。

关键词：断路器小波包分析能量谱延时时间支持向量机特征加权

一种基于波信号能量谱相关系数的损伤定位方法

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机械工程学报 2016年第15期52卷 73-80页

作者：苗晓婷赵晶晶李富才张凤岗孟光上海机电工程研究所上海201109 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

基于波信号能量谱的相关系数,采用了两种策略分别计算传感线路的损伤特征参数(Damage index,DI),策略一:计算一条传感线路的感应波信号能量谱在基准和检测两种状态下的相关系数,并把该系数作为该条传感线路的DI。策略二:首先计算一条传... 详细信息

基于波信号能量谱的相关系数,采用了两种策略分别计算传感线路的损伤特征参数(Damage index,DI),策略一:计算一条传感线路的感应波信号能量谱在基准和检测两种状态下的相关系数,并把该系数作为该条传感线路的DI。策略二:首先计算一条传感线路的激励波与感应波信号的相关系数,并把检测状态的相关系数相对于基准状态的相关系数的变化量作为该条传感线路的DI。在检测一个具有加强筋的复合材料板结构时,结合所计算的DI和损伤定位方法获取锥形孔损伤的概率分布图。试验结果表明策略二比策略一定位损伤的精度更高。这是由于策略二有效地避免了基准状态和检测状态的激励波信号的微弱差异所导致的损伤识别误差。

关键词：能量谱相关系数损伤特征参数损伤定位方法

小波包能量谱和功率谱分析在水电机组故障诊断中的应用

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水力发电学报 2015年第6期34卷 182-190页

作者：安周鹏肖志怀陈宇凡孙召辉唐卫东武汉大学动力与机械学院水电站过渡过程教育部重点实验室武汉430072 巴东县水布垭镇水布垭电厂湖北恩施444300

小波包克服了小波分析在高频空间分辨率差的缺点,能够给信号提供更加精确的分解。因此在小波包分析的基础上,从能量和功率分析的角度出发,阐述了在水电机组故障诊断中采用小波包能量谱和功率谱分析相结合的信号特征提取的方法。通过对... 详细信息

小波包克服了小波分析在高频空间分辨率差的缺点,能够给信号提供更加精确的分解。因此在小波包分析的基础上,从能量和功率分析的角度出发,阐述了在水电机组故障诊断中采用小波包能量谱和功率谱分析相结合的信号特征提取的方法。通过对实验及电厂振动故障信号的提取与分析,表明小波包能量谱和功率谱分析相结合的信号特征提取方法准确而高效,是一种应用价值较高的信号特征提取方法,并能为机组故障的准确诊断提供依据。

关键词：水电机组故障诊断小波包能量谱功率谱

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基于能量谱的爆炸冲击波毁伤特性研究

振动与冲击 2015年第21期34卷 71-75,81页

作者：李丽萍孔德仁苏建军王芳商飞南京理工大学机械工程学院精仪系南京210094 西安近代化学研究所西安710065

能量谱是评价爆炸冲击波的重要特征参量,大量实验发现爆炸冲击波在某频段内的能量谱值越高,对自振频率在相同频段内目标的毁伤效果越好。为研究爆炸冲击波的能量谱特性,设计了2组对比实验,分别测得同种炸药在不同爆心距及不同炸药在同... 详细信息

能量谱是评价爆炸冲击波的重要特征参量,大量实验发现爆炸冲击波在某频段内的能量谱值越高,对自振频率在相同频段内目标的毁伤效果越好。为研究爆炸冲击波的能量谱特性,设计了2组对比实验,分别测得同种炸药在不同爆心距及不同炸药在同种爆心距的爆炸冲击波压力信号。为准确提取爆炸冲击波信号中的能量谱,提出了一种基于小波包的改进HHTT(希尔伯特一黄变换)能量谱提取方法。针对噪声对能量谱特征的影响,采用小波包对原始信号进行滤波,结合IMF(固有模态函数)分量与滤波后信号的相关系数,筛选出有效IMF分量,结果表明改进HHT方法提高了能量谱计算精度和速度。通过分析不同工况下爆炸冲击波能量谱发现,爆炸冲击波低频段能量随距离的增加衰减慢,毁伤范围大;高频段能量随距离的增加衰减快,毁伤效果较弱;同时,不同类型炸药的爆炸冲击波具有不同的能量分布,高频能量与低频能量可有明显差异,以上规律可为战斗部毁伤效能评估提供新的思路。

关键词：能量谱改进HHT 小波包爆炸冲击波信号毁伤效能评估