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基于变分模式分解的行星齿轮箱齿轮组合故障频率解调分析

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振动与冲击 2020年第3期39卷 38-45,51页

作者：李肖冯志鹏北京科技大学机械工程学院

行星齿轮箱组合故障振动信号具有多源调制特点,在频域内边带结构复杂,通过常规Fourier频谱分析难以有效提取故障特征;组合故障振动信号的调频部分包含故障信息,且不受传递路径影响。为了准确提取行星齿轮箱组合故障特征,提出基于变分模... 详细信息

行星齿轮箱组合故障振动信号具有多源调制特点,在频域内边带结构复杂,通过常规Fourier频谱分析难以有效提取故障特征;组合故障振动信号的调频部分包含故障信息,且不受传递路径影响。为了准确提取行星齿轮箱组合故障特征,提出基于变分模式分解的频率解调分析方法。根据采样频率和载波频率确定单分量个数,通过变分模式分解将多分量信号自适应地分解为一系列本质模式函数;计算本质模式函数的瞬时频率,根据中心频率和啮合频率的匹配关系选取敏感单分量;通过分析敏感单分量瞬时频率频谱诊断组合故障。通过仿真信号和实验信号分析验证了方法的有效性,诊断了太阳轮与行星轮、太阳轮与齿圈、行星轮与齿圈的组合故障。

关键词：变分模式分解组合故障行星齿轮箱频率解调

基于ICEEMDAN方法和频率解调的行星齿轮箱故障电流信号特征分析

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振动与冲击 2019年第24期38卷 41-47页

作者：管一臣童攀冯志鹏北京科技大学机械工程学院

为了从电流信号中准确地提取行星齿轮箱故障特征,提出了基于改进自适应噪声完备集合经验模式分解和频率解调分析的故障诊断方法。通过改进自适应噪声完备集合经验模式分解将感应电机电流信号自适应地分解为一系列本质模式函数;根据故障... 详细信息

为了从电流信号中准确地提取行星齿轮箱故障特征,提出了基于改进自适应噪声完备集合经验模式分解和频率解调分析的故障诊断方法。通过改进自适应噪声完备集合经验模式分解将感应电机电流信号自适应地分解为一系列本质模式函数;根据故障频率调制供电频率的特性,以瞬时频率最接近供电频率为优选原则,优选出含有故障信息的本质模式函数作为敏感分量;并对敏感分量进行频率解调,通过频率解调谱诊断行星齿轮箱故障。齿轮箱试验分别采集太阳轮、行星轮以及齿圈三种局部故障状态的电机电流信号;信号分析结果表明该方法不仅可以减小定子电流噪声的影响,而且可以有效地提取复杂信号中的故障特征频率。

关键词：行星齿轮箱故障诊断频率解调电机电流特征分析(MCSA)

基于频率解调的半球谐振陀螺控制技术研究及其实现方法

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基于频率解调的半球谐振陀螺控制技术研究及其实现方法

中国惯性技术学会2023年科技工作者研讨会——新型惯性...

作者：王瑞祺伊国兴陈家沛解伟男孙一为王奇李汉时哈尔滨工业大学航天学院空间控制与惯性技术研究中心

目前半球谐振陀螺的主要控制方案主要为力平衡模式和全角模式,其中力平衡模式直接输出角速率信息,具有噪声小、精度高的优点。全角模式直接输出角度信息,具有动态范围大、线性度高的优点。本文提出的基于频率解调的全角模式半球谐振陀... 详细信息

目前半球谐振陀螺的主要控制方案主要为力平衡模式和全角模式,其中力平衡模式直接输出角速率信息,具有噪声小、精度高的优点。全角模式直接输出角度信息,具有动态范围大、线性度高的优点。本文提出的基于频率解调的全角模式半球谐振陀螺不仅继承了传统全角模式半球谐振陀螺动态范围大、线性度高的优点,同时兼顾了的力平衡模式半球谐振陀螺精度高、噪声小的优点。本文以半球谐振陀螺两通道的检测信号为出发点,利用正反转模态分离器设计了幅值信号和正交信号的解调方案。其次根据锁相环的参考信号,设计了半球谐振陀螺幅值控制方案、正交控制方案及虚拟进动控制方案,并利用半球谐振陀螺全闭环仿真系统对其进行分析。最后采用FPGA+DSP的双核心架构实现了频率解调半球谐振陀螺的实验验证。实验结果表明,相比于传统的全角模式控制方案,本方案消除了温度波动和器件老化引起的谐振频率趋势性变化对陀螺漂移的影响。

关键词：半球谐振陀螺频率解调全角模式差分解算虚拟进动

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于频率解调方法的柴油机瞬时转速信号计算

内燃机 2010年第3期26卷 41-44页

作者：周加东欧阳光耀欧大生程付安海军工程大学船舶与动力学院海军92003部队

运用磁电传感器测量柴油机转速时,对所得电压信号进行处理可得到瞬时转速。分别采用计数法和频率解调法得到了柴油机的瞬时转速,比较了结果的差异。不考虑齿轮的齿形和分度误差,计数法的幅值误差主要取决于采样频率,采样频率越大误差越... 详细信息

运用磁电传感器测量柴油机转速时,对所得电压信号进行处理可得到瞬时转速。分别采用计数法和频率解调法得到了柴油机的瞬时转速,比较了结果的差异。不考虑齿轮的齿形和分度误差,计数法的幅值误差主要取决于采样频率,采样频率越大误差越小,因此需要很高的采样频率;而频率解调法误差主要来源于采样噪声和信号处理过程,该方法不需要很高的采样频率,从而降低了瞬时转速测量的硬件要求,具有很强的现实推广意义。

关键词：柴油机瞬时转速频率解调磁电传感器

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基于频率解调方法的柴油机瞬时转速信号计算

柴油机 2012年第2期34卷 7-10页

作者：王明鹤徐金良季晨龙海军驻葫芦岛431厂军事代表室辽宁葫芦岛125004

分别采用计数法和频率解调法得到了柴油机的瞬时转速。比较表明：计数法得到的结果时间分辨率取决于齿轮齿数，因此时间分辨率差；计数法的幅值误差主要取决于采样频率，因此需要很高的采样频率。而频率解调法得到的瞬时转速时间分辨率... 详细信息

分别采用计数法和频率解调法得到了柴油机的瞬时转速。比较表明：计数法得到的结果时间分辨率取决于齿轮齿数，因此时间分辨率差；计数法的幅值误差主要取决于采样频率，因此需要很高的采样频率。而频率解调法得到的瞬时转速时间分辨率取决于采样频率，时间分辨率好；频率解调法误差主要来源于采样噪声和信号处理过程，该方法不需要很高的采样频率，可用于实时获取瞬时转速值。

关键词：柴油机瞬时转速频率解调磁电传感器

维普期刊数据库评论

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矿用减速器振动信号频率解调分析

煤矿机械 2017年第11期38卷 162-163页

作者：张礼才中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030032

分析了矿用减速器振动信号频谱结构的复杂性,介绍了振动信号频率解调分析的基本理论,应用希尔伯特-黄变换中的经验模式分解方法,得出了矿用减速器满足单分量条件的本质模式函数,计算了瞬时频率,通过快速傅里叶变换,获得了矿用减速器瞬... 详细信息

分析了矿用减速器振动信号频谱结构的复杂性,介绍了振动信号频率解调分析的基本理论,应用希尔伯特-黄变换中的经验模式分解方法,得出了矿用减速器满足单分量条件的本质模式函数,计算了瞬时频率,通过快速傅里叶变换,获得了矿用减速器瞬时频率的频谱,进行了频谱分析。

关键词：矿用减速器频率解调本质模式函数瞬时频率频谱

基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法

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舰船电子对抗 2009年第6期32卷 94-96页

作者：李东海朱宁龙解放军91404部队

首先讨论了线性调频信号在时频域的主要特点及调频斜率与振幅频谱的关系,在此基础上提出基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法。该方法充分利用了LFM信号的线性性质,有效地将信号与噪声分离开来,通过二分法搜索调频斜率,提高了LF... 详细信息

首先讨论了线性调频信号在时频域的主要特点及调频斜率与振幅频谱的关系,在此基础上提出基于频率区间二分解调的LFM信号参数估计方法。该方法充分利用了LFM信号的线性性质,有效地将信号与噪声分离开来,通过二分法搜索调频斜率,提高了LFM信号参数的估计效率。

关键词：线性调频频率解调参数估计

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基于谐振腔微扰原理的新型湿度传感器

基于谐振腔微扰原理的新型湿度传感器

作者：高杨河南师范大学

学位级别：硕士

湿度作为气态环境中重要物理量,在工业、农业、生态工程、水文气象学、医药学和国防科技领域都存在着较大的检测需求,这就对湿度测量仪器有着更高的要求。微波技术凭借着高灵敏度、多参数、穿透能力强、水敏感等诸多特性在环境湿度检测... 详细信息

湿度作为气态环境中重要物理量,在工业、农业、生态工程、水文气象学、医药学和国防科技领域都存在着较大的检测需求,这就对湿度测量仪器有着更高的要求。微波技术凭借着高灵敏度、多参数、穿透能力强、水敏感等诸多特性在环境湿度检测领域中体现出了独特的优势。然而,微波器件与湿度敏感材料的协同工作机制以及针对微波湿度传感的工作频段调控与结构设计等关键科学技术问题仍有待研究。本文提出了一种利用微波谐振腔作为核心传感器件的新型微波湿度传感器。该传感器主要包括以高品质因数谐振腔为核心的微波电路、以压控振荡器为核心的频率解调电路以及以FPGA作为开发核心的采集与补偿电路。微波谐振腔的工作频率为9.6GHz,具有谐振频率可调的特点,并设计了嵌入式导气孔,允许潮湿的空气进入谐振腔内部,保证了谐振腔的气动性。根据微扰理论,当潮湿空气分布在谐振腔的传感区时,谐振腔的谐振频率会随着相对湿度的不同而产生偏移。利用频率解调电路检测谐振腔谐振频率的变化,就可以得到一个与谐振频率变化正相关的相对湿度水平。由于目前缺少一种相对湿度定标的手段,基于谐振腔微扰原理的新型湿度传感器选择标定真空中的相对湿度为零来定标,因此为了获得更精确的测量结果,引入了一种温度和大气压力补偿算法对仪器的测量结果进行校正。本文首先介绍了一些常规的湿度检测方法,通过与其他湿度测量方法进行比较,说明基于谐振腔微扰原理的新型湿度传感器的优点。在此基础上从微波器件的设计与仿真进行展开,分析了微波器件中各组成部分的具体参数,并且选取了一种间接方式实现了谐振腔在真空中的定标。接着从微波电路的信号源参数进行展开,对整个频率解调电路进行了设计,频率解调电路利用了锁相环的设计原理,当谐振腔检测到空气湿度发生变化时,锁相环中压控振荡器的输出频率也会随之实时改变,当输出稳定后,将其与混频器混频,利用采集与补偿电路中的FPGA进行频率检测,获得确定的频率值,并利用FPGA实现对仪器所处环境的温度、气压检测以及具体相对湿度值的解析显示,通过实验证明,在相对湿度为20%至95%的环境中,基于谐振腔微扰原理的新型湿度传感器具有有效的湿度检测能力,并且具有响应时间短、稳定性强、检测精度高、灵敏度高的特点。

关键词：空气湿度微扰原理微波谐振腔频率解调补偿修正

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齿轮故障振动啮合调幅调频信号分离方法

振动工程学报 2021年第2期34卷 379-388页

作者：杨小青丁康何国林华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

齿轮故障时振动信号中同时存在调幅调频信号。基于齿轮故障振动啮合调制信号数学模型,利用平方幅值解调和基于调频信号与第一类贝塞尔函数之间关系的频率解调方法,分别建立关于调幅和调频参数的非线性方程组;再应用最小二乘优化算法求... 详细信息

齿轮故障时振动信号中同时存在调幅调频信号。基于齿轮故障振动啮合调制信号数学模型,利用平方幅值解调和基于调频信号与第一类贝塞尔函数之间关系的频率解调方法,分别建立关于调幅和调频参数的非线性方程组;再应用最小二乘优化算法求解参数,提出一种调幅调频信号准确分离的新方法。并将离散频谱校正技术用于提高该分离方法的准确性。仿真结果表明:该方法精度高,抗干扰能力强;分离出的调频信号比希尔伯特变换和基于能量算子解调求解的调频信号精度高。实验分析表明,不同故障分离的调幅调频信号存在明显的特征和差异,从而为齿轮箱故障提供了一种新的诊断方法。

关键词：故障诊断平方幅值解调频率解调离散频谱校正调制分离