齿轮箱故障边缘智能诊断方法及应用研究

针对齿轮箱运行状态监测数据量大而数据价值密度低导致的数据传输和存储困难、受到带宽影响导致的故障辨识实时性差以及大而深的深度学习模型难以有效部署至边缘端硬件等问题,本文提出了一种基于乘法-卷积网络(MCN)的齿轮箱故障边缘智能诊断方法。首先,综合考虑信号滤波在特征表征以及深度学习在特征提取的优势,设计了一种轻量化的MCN模型,同时在嵌入式微处理器搭建了一套端侧边缘智能处理原型与系统。该系统可以直接部署于齿轮箱边缘,通过云服务器训练和更新MCN模型参数并部署至边缘端,于边缘端完成数据采集、处理和故障状态辨识等功能,将大量传感器数据直接消耗在边缘端。实验结果显示MCN具有99.75%的平均识别精度,且部署MCN的齿轮箱故障边缘智能诊断系统可以在0.696 s内准确识别出故障状态。

基于Lamb波的数据传输与缺陷检测同步实现方法

在结构健康监测领域,超声导波相对于体波具有传输距离远、覆盖范围大、检测成本低的优点。提出了一种基于Lamb波的数据传输与缺陷检测同步实现方法,实现了超声系统的多功能复用。通过理论仿真与扫频实验验证了Lamb波模态调制理论,使用压电晶片主动传感器在铝板上以500 kHz的中心频率激发出S;模态Lamb波进行数据传输和缺陷检测。针对Lamb波边界反射引起的码间串扰问题,采用移不变稀疏编码方法进行信息恢复,在具有反射边界的铝板上成功实现100 kbps的信息传输速率,并且误码率为0。同时,利用移不变稀疏编码中的原子信号进行结构缺陷检测,根据合成孔径聚焦技术实现了缺陷的准确定位,定位误差小于0.2%。

基于WPD和LPP的设备故障诊断方法研究

小波包分解(WPD)能够将非平稳信号在低频和高频上同时分解以有效反映信号潜在的特征信息,而局部保留投影法(LPP)在降维的同时保留了信号的局部特征信息。结合上述特点,给出了选取信号小波包分解后形成全部节点的谱能量,作为表征信号的特征,采用LPP提取降维特征进行模式识别的方法进行设备故障分类研究。在多组不同轴承故障及同故障不同损伤程度的多类别数据集上进行了实验,实验结果验证了这种方法的有效性。

基于WPD和LPP的设备故障诊断方法研究

小波包分解(WPD)能够将非平稳信号在低频和高频上同时形成特征信息,有效的反映出信号潜在的特征,而局部保留投影法(LPP)在降维的同时保留了信号的局部特征信息,结合上述特点,本文给出了选取信号4层小波包分解后形成全部节点的谱能量,作为表征信号的特征,采用LPP提取特征降维进行模式识别这种方法。在多组轴承的不同故障、同故障不同损伤程度的多类别数据集上进行了实验,比较识别精度,实验结果验证了这种方法的有效性。

基于时域流形稀疏重构方法的滚动轴承故障特征增强研究

振动信号降噪处理一直是滚动轴承故障诊断中的一个重要的研究内容。利用时域流形和匹配追踪的优点,克服两种方法的不足,提出一种优势互补的新方法——时域流形稀疏重构方法。时域流形具有良好的去噪能力,却由于其非线性的处理过程导致振幅信息不能保持。匹配追踪方法的降噪能力与原子本身有关,由于不能保证选取到最能表征信号的原子,故其降噪能力具有局限性。提出的方法克服了上述问题。首先通过匹配追踪的方法以时域流形结果为基础从一个过完备字典中找到最匹配的原子,之后以得到的原子与原始信号匹配计算获得重构的稀疏系数,最后通过稀疏系数和得到的原子重构信号,该结果同时具有匹配追踪和时域流形的优点。以轴承故障信号分析为例,验证了该方法的有效性。同时和时域流形及匹配追踪方法相比较,结果显示该方法具有明显的优越性。

机械传动系统的智能感知技术

本文综述了传动系统关键零部件智能感知技术的发展状况,包括振动和润滑接触状态监测,以及封闭金属箱体内外的超声通信技术.振动监测主要通过嵌入系统内部的微加速度传感器及无线通信技术来实现;润滑接触状态包括压力、温度分布及油膜厚度,其中压力和温度分布测量主要利用接触式的金属薄膜电阻传感器,油膜厚度监测可以通过接触式电容方法或者非接触式超声方法.由于封闭金属箱体会屏蔽电磁信号,迫切需要实现基于机械波的箱体内外双向通信.同时,本文简要介绍了课题组开发的齿轮振动和应变无线监测系统,实验结果表明内部感知信号能够清晰地体现转速和啮合信息,从而反映传动系统的实时运行状态.

移不变时频流形自学习的旋转机械故障特征增强

针对传统稀疏方法在字典构造过程的不足及稀疏表征结果的局限性问题,通过在移不变稀疏学习的框架下,引入时频流形学习,提出了一种新的移不变时频流形自学习的故障诊断方法。该方法基于时频流形对信号局部特征结构的挖掘与增强能力,采用包络谱熵获取信号特征最优本征包络模态分量,提出利用局部流形包络模态完成对全局包络信号的移不变学习与特征增强,结合相位保持以及一系列逆变换完成全局信号移不变流形模态的重构表达与增强学习,最终实现旋转机械故障信号增强与诊断分析。实验结果表明,该方法可以实现强背景噪声的有效抑制及非线性瞬态特征的高效挖掘与学习,有利于构建高效准确的故障诊断研究。

轴承实测波纹度的动力学建模与振动特性分析方法

针对基于实测波纹度来预测轴承振动特性的研究方法较少的问题,提出了一种基于插值重采样的轴承实测波纹度动力学建模方法。以NU307E型圆柱滚子轴承为例,建立轴承波纹度的动力学模型,通过对轴承外圈、内圈和滚子的实测波纹度数据进行插值重采样,获得波纹度离散序列,并将其耦合到振动模型,建立轴承实测波纹度动力学模型进行仿真分析。最后进行了试验,验证了建模方法的正确性。

嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法

针对智能轴承结构和感知单元集成中信息感知测点综合最优选取困难的问题,提出了嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法。以角接触球轴承为嵌入式智能轴承的轴承本体结构,结合有限元分析研究了考虑3种载荷下轴承外圈开槽前后不同测点的应力和变形信息响应分布及影响,并基于轴承温度建模理论计算了轴承不同感知测点的温度分布。考虑开槽对轴承变形的影响,提出了一种基于主成分分析的嵌入式智能轴承感知测点最优选择方法。研究结果表明,通过应力、变形和温度信息的评估分析,可实现嵌入式轴承集成感知的最优嵌入测点选择。

轴承云边协同监测系统

设计了一套以终端设备和中继设备为边缘层,云服务器为用户层的轴承云边协同监测系统,建立了包含特征提取算法、特征选择算法与神经网络算法的多层次故障诊断算法整体框架,构建了云边协同监测架构和多处理核心多层网络的分布式算法结构,搭建了以远程服务器架构为基础的云监测平台,并通过不同故障轴承试验数据验证了该监测系统数据传输正常,有可靠的故障识别和报警能力。

论处置突发事件后勤保障指导思想

处置突发事件后勤保障指导思想，是处置突发事件后勤保障行动的指南，确立什么样的指导思想，对“处突”后勤保障行动的组织实施及其效果具有直接的影响。从当前国际国内形势及其发展趋势可以预见，在未来一个较长的时期内，各类突发事件将时有发生，各级后勤必须确立正确的指导思想，从而为部队处置突发事件提供及时有力的保障。

立足全局谋发展 围绕效益做文章

2002年，我们总队后勤工作的基本思路是，立足全局谋发展，围绕效益做文章，重点在“四个注重、四个着力”上下功夫。

对当前基层后勤管理中几个认识问题的分析

为抓好总部新颁发的《基层后勤管理规定》的落实，我总队多次组织机关干部下部队进行指导。在与部队同志接触中我们深切地感到，要解决当前基层后勤管理上的问题，必须首先解决对基层后勤管理的认识问题，只有把认识问题解决好了，管理工作才能真正成为基层官兵的自觉行动。