基于多模式仿真数据协同迁移的轴承故障辨识

针对目前迁移诊断算法对训练样本规模与质量的依赖性,以及在特殊工况环境中进行轴承故障数据采集与标注的困难性问题,提出基于多模式仿真数据协同迁移的轴承故障诊断方法。首先,采用实际工况参数嵌入的轴承故障动力学模型生成各类故障模拟数据,解决实际故障样本不足与标签缺失问题。然后,根据在仿真数据可迁移模式分析基础上建立多个子源域,引入几何统计联合对齐法对各子源域进行无监督迭代迁移,克服了单一模式迁移信息不足与跨域特征差异度过大引起的负迁移问题。最后,采用优化模糊积分决策融合方法对迁移迭代中的多模式特征伪标签进行协同分配,逐步提高目标域标签的可信度与迁移模型的域适应能力。试验结果表明,该文所提方法以故障仿真数据为驱动,无需实测标签数据的引导迁移,就可实现轴承各类故障的准确辨识。该方法对工况环境变化及目标域样本大小具有较好鲁棒性,在非完备数据支撑的高端轴承故障诊断领域具有较好应用前景。

滚动球轴承局部故障引起滚珠负载振荡性分析

为深入剖析滚动球轴承局部故障对轴承整体振动特性的影响,利用Hertz接触理论构建了转子偏心力激励下的球轴承-转子系统动力学数字仿真模型,并结合深沟球轴承外圈、内圈、滚珠的局部故障引起的轴承间隙变化,推演了滚珠与各类故障区域间的冲击激励响应方程。在此基础上通过分析单点损伤引起的滚珠内部接触负载变化,揭示了单个滚珠接触应力对相邻滚子负载与系统整体振动特性的影响规律。通过分析轴承转动过程中有效承载滚珠个数的变化情况,建立了的滚珠负载占比时间对故障冲击振荡幅值的影响关系。分析结果表明,滚珠与故障区域的接触分离会使其负载发生振荡,且各故障状态下的振荡频率都为系统共振频率;在2个等效承载滚珠上的运转时间占比越大,故障冲击振荡的强度越大;各类型早期故障状态下的Poincaré映射点的保持在相同幅值附近;当局部故障程度增大到一定程度时,系统振动混沌特性增强,振动幅值相应增大。

立体定向放射治疗在复发/转移性头颈部肿瘤治疗中的应用进展

近年来,立体定向放射治疗(SBRT)在复发/转移性头颈部肿瘤治疗中取得了显著进展。与传统的放疗相比,SBRT的治疗精度更高、副作用更小。SBRT对患者造成的创伤更小,且治疗后患者的生活质量更高。目前临床上对于复发/转移性头颈部肿瘤的治疗方法良莠不齐,多周期长疗程的化疗、化疗联合免疫治疗、手术治疗、再程放疗、同步放化疗均未能获得满意的治疗效果。SBRT为复发/转移性头颈部肿瘤患者提供了新的治疗选择,在减轻不良反应的同时提高了肿瘤的局部控制率,但SBRT在治疗过程中仍存在一定的局限性。未来,随着医学技术的不断进步和研究的深入,相信SBRT将在治疗复发/转移性头颈部肿瘤中发挥更大的作用。

轴承自驱式独立退化轨迹构建与剩余寿命灰色预测

针对轴承退化轨迹的个体差异性及退化阶段划分的人为主观性问题,提出了自监测数据驱动的轴承独立退化轨迹的提取与退化阶段的自主分割方法。该方法采用多尺度残差深度卷积自编码器对轴承自身历史监测数据进行无监督学习,实现了轴承性能退化特征的自主提取,并结合支持向量数据描述模型构建单个轴承的独立退化轨迹。引入基于去趋势化超阈波峰法的退化起始点自动检测方法与基于逻辑回归失效概率的失效阈值自主设定方法,对轴承独立退化轨迹进行了自适应分割。以轨迹分割得到的退化阶段数据为驱动,结合全阶时间幂灰色预测模型实现了轴承寿命的准确预测。试验结果表明,提出的多尺度残差深度卷积自编码器能够根据轴承各自工况环境构建反映轴承自身服役性能变化规律的退化轨迹,提出的退化轨迹自适应分割方法能够无参考地检测出轴承的起始退化点与失效阈值,从而提高轴承退化评估的科学客观性与寿命预测的工程可操作性。

基于最优频段循环脉冲指数谱的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承多故障冲击共振频带的非一致性及相互交叠影响问题,提出了一种基于循环脉冲指数(CPI)谱的轴承多故障同步诊断方法。该方法引入短时脉冲峰值矩的变异系数对轴承故障冲击进行量化表征,结合冗余提升小波包对轴承故障信号进行频带塔式分解与频带信号CPI计算,构建了故障信号的CPI比值谱图(CPIRgram);根据CPI比值最大原则对轴承故障信号的最优共振频带进行自适应选择,并采用最优频段循环脉冲谱对轴承各故障特征频率进行了统一表征。仿真与故障试验分析结果表明,本文方法无需故障先验知识与分解参数的优化设置,在强噪声及随机瞬态干扰情况下,也能够准确地对多故障特征频率进行同步检测,检测出的故障频率与其理论值误差均小于1.6 Hz,且对故障冲击强度大小及冲击模式变化具有较好的鲁棒性,有较好的应用前景。

一种灵活高效的增量式Web平行语料抽取方法

从Web中抽取平行语料对于机器翻译和其他多语语言处理任务来说非常重要,由此提出了一种从Web中灵活高效地增量抽取平行语料的方法,通过持续地对Common Crawl的Web抓取存档进行下载、扫描和分析统计,增量更新域名下的语言文本长度统计数据。对于任意给定的感兴趣目标语言对,抽取方法基于域名下的语言文本长度统计数据确定抓取网站入口,并根据目标语言进行定向抓取,忽略多语域名和目标语言外的链接。此外还提出了一种在多语域名内基于语义相似性进行全局对齐的新的句子对齐方法。实验表明,增量抽取能够持续不断地获得新的平行语料,根据指定的语言对进行抽取,可以灵活地获得感兴趣的目标语言对平行语料;新的对齐方法在对齐效率上明显优于全局方法,且能完成局部方法无法完成的对齐;在6个语言方向中,抽取到的平行语料在4个中低资源语言方向的质量优于现有Web开源平行语料,在2个高资源语言方向的质量接近现有最好的Web开源平行语料。

智能化地震队系统的设计及应用

针对当前地震勘探面临作业环境复杂、项目管理难度大、作业成本压力激增等难题,提出了智能化地震队系统“云边端”一体化架构解决方案,按照“一平台两体系”模式开发建设。实现了地震勘探生产智能化任务分发、生产数据智能化采集、多维度全方位生产进度统计及可视化、车辆和作业人员位置的实时监控、风险信息数据的采集加载及安全预警。该系统的推广应用,提高了地震勘探生产效率和质量,降低了生产成本,保障了作业安全。

基于改进KNN边缘滤波算法的陶瓷绝缘子表面检测研究

高压线上陶瓷绝缘子全表面检测是保证其质量的重要一环,由于其表面复杂,目前主流是人工检测,漏检、错检无法避免。用带有机器视觉的自动化装置来检测陶瓷绝缘子是近年来的趋势,本文针对绝缘子的气泡、裂纹等主要缺陷进行识别,提出最优滤波器方法加大气泡缺陷对比度,对气泡ROI进行定位和提取,通过改进KNN边缘滤波来预处理图片,对裂纹进行定位识别,最后通过特征进行筛选。该方法能够快速、准确地识别陶瓷表面缺陷特征,识别效率在200 ms以内,识别率达到了98.2%,满足高压线陶瓷行业的精度需求。

基于适应性管理的水污染控制体系构建——以太湖流域为例

从规划内容与目标、规划方法及方案实施和评估3方面对太湖近20年水污染物控制历程进行综合分析,认为太湖水污染物控制正处面源污染、生活污染及新型污染问题凸显且更难处理,更为广泛的利益相关者和科研队伍积极参与的转型期。这种变化将导致污染治理面临更难应付的动态性和复杂性,使得当前以环境容量为总量为指导通过自上而下分配排污量和削减量的控制方案面临极大挑战。结合太湖水污染现状,通过与现行治理方法在管理假设、适合对象、协调管理手段、管理目标、规划方法、公众参与程度以及规划的优劣势等方面的比较发现,适应性管理可以积极有效应对由于环境趋势和管理协调对象变化所带来的系统不确定性和复杂性,将是一个积极有效的补充方法。同时,本文基于适应性管理提出了太湖水环境污染物排放控制体系的构建框架,突出适应性管理平台、科学研究及公众与基层单位参与在污染物控制中的重要作用。

大学生创新技能培养的NAO机器人交互平台

人机交互以研究系统与用户的交互关系为核心,在人们生产、生活中应用日趋广泛。基于麦克风、摄像头、红外线收发装置、压力传感器等环境感知设备,人与人形机器人之间可以有语言、视觉和动作多种形式进行交互,涉及了语音信号处理、图像算法处理、机器人平衡控制等多种技术。本文主要探讨如何利用被国际上诸多研发机构与国际机器人比赛所广泛采用的NAO人形机器人平台,开发互动技术,主要包括人机对话、肢体互动以及人脸识别等人机交互形式。基于此,探讨这个交互平台如何提高工科大学生的创新意识与创新技能.探讨主要包括如何将课程学习融入到直观的实践中,并通过与生活密切联系的人机互动技术,激发课程学习兴趣,启发创新思路,旨在锻炼学生的实验动手能力,培养创作热情。

基于瞬时转速的变窗STFT变换

针对旋转机械振动信号的非平稳特性及其与转速变化之间的关系,发展了一种基于可变窗短时傅里叶变换(STFT)的精细时频分析方法。该方法首先根据转速曲线的斜率变化规律对转速曲线进行了最优分段,并对每个时间段内的转速数据进行二次曲线拟合;继而在拟合参数的基础上,对STFT移动窗的窗型及窗长进行设计计算;然后根据转速曲线的时间分段点将被分析的旋转机械信号分割成相应时间段内的子信号,再采用每个时间段内设计的窗函数对每个子信号分别进行STFT变换,并把每个时段上求得的时频分布拼接成被分析信号的整体时频谱。仿真和应用试验表明,采用这种基于瞬时转速的新型时频变换,能够得到较理想的时频分辨率,非常适合于旋转机械信号的精细时频分析,具有良好的研究价值和发展前景。

基于小波包的经验模态分解法的研究及应用

针对多频信号经验模态分解中的模态混成现象,提出了一种经验模态分解与小波包分解相结合的新方法。经验模态分解方法基于信号的局部特征时间尺度,把复杂的信号函数分解为有限的固有模态函数之和。利用最小Shannon熵准则,对出现混成模态的固有模态函数进行小波包分解,并根据小波包分解后各频带信号的频率分布特征,选择能量比重较大的频带信号进行重构,将重构信号作为新的固有模态函数分量。仿真信号和齿轮箱故障实测数据表明,新方法能将不同的频率成分提取出来,从而提高了经验模态分解的分解能力。

基于复杂网络的供应链鲁棒性分析

主要关注不同干扰情况下的供应链鲁棒性的表现特征.在给出基于复杂网络的供应链的稳定鲁棒性和性能鲁棒性的基础上,采用多主体建模方法设计了供应链网络结构,将广义进化论的思想融入其中,实际模拟了供应链的结构变化过程,分析了该供应链网络在受到不同干扰(随机/有意)以及有无局部联盟的情形下,稳定鲁棒性和性能鲁棒性表现.仿真实验结果表明供应链鲁棒性遵循一定的统计变化规律,这为实际进行供应链鲁棒性分析、提高其抗干扰能力、增强其鲁棒性提供了一定的研究思路.

基于自适应时频分解的瞬态冲击信号提纯

在分析非平稳振动信号中瞬态冲击信号和平稳振动信号各自特点的基础上,发展了新的提纯机械故障冲击成分的信号处理方法。首先选择Chirplet基函数将被分析信号自适应展开,得到噪声抑制,高分辨率且无交叉干扰项的自适应时频谱,然后分别使用了两种方法从自适应时频谱中恢复出瞬态冲击分量。一种是采用振动冲击信号模型的时频分布去逼近时频滤波后的冲击分量时频分布,继而借助信号模型重构出冲击分量;另一种是根据冲击信号的Chirplet基函数的参数表达特征,直接选择所需基函数对冲击分量进行重构。最后,采用这两种方法分别对齿轮和轴承的故障信号进行分析,分析结果验证了这两种方法对瞬态冲击信号提取都非常有效,在机械故障诊断中有很大的参考价值。

基于自适应协同稀疏表示的多工况故障诊断方法

针对设备故障诊断中多工况与环境扰动对故障特征表征能力的影响问题,以及故障特征的个体差异性对稀疏分类精度的影响问题,提出基于自适应协同稀疏表示的多工况故障诊断方法。该方法通过各个故障特征在K-SVD稀疏表示中的重构残差构建特征稀疏分类性能的评分矩阵,以评分矩阵迭代优化后得到的权值矩阵对输入特征进行协同稀疏表示,更新字典原子与稀疏系数,使得同类故障模式下的稀疏重构误差最小化,不同类故障模式下的稀疏重构误差最大化,以增强每个样本特征的协同稀疏分类性能。该方法避免了多工况故障诊断中敏感特征筛选及特征高维映射的繁琐步骤,无需大量历史故障数据支撑,通过故障特征的自适应协同稀疏表征与稀疏分类器的加权迭代优化,建立最能表征设备故障状态的稀疏字典,有效提升了稀疏分类器对多工况设备故障的鉴别能力。滚动轴承与齿轮箱故障诊断实验结果表明,提出方法比现有的稀疏分类算法与传统的神经网络分类算法,具有更高的故障辨识精度与工况环境鲁棒性。

小波域的冲击能量相关技术及其应用

针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术。首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波系数的Teager瞬时能量。在此基础上,利用峭度和循环统计量对不同尺度上的小波Teager能量序列进行尺度筛选,确定能量序列进行尺度积分区间。最后,结合能量序列的时域相关运算,提取出冲击信号的发生周期或频率。结果表明:该方法能降低常规小波尺度能量相关法的误判率,而且在强噪声干扰下能准确地提取出弱冲击信号的发生频率,对旋转机械故障作出准确的判断。

基于灰色理论的航空发动机剩余寿命预测

针对航空发动机健康监测数据繁杂、性能退化特征不明显、缺乏有效的健康指数构建与剩余寿命预测难的问题,提出了基于灰色理论的多监测参量优化选择与融合及全阶时间幂灰色预测模型(FOTP-GM(1,1))方法。首先,采用灰色关联分析法对航空发动机的高维监测物理参量的性能退化状态表征能力进行参数化度量,结合线性相关分析对监测参量进行优化选择;其次,利用灰色接近关联度对优化选择的特征进行加权融合,构建航空发动机的统一健康指标(HI),并以训练发动机HI失效阈值为参照,采用滑动窗欧氏距离比对法确定测试发动机的HI失效阈值;最后,采用FOTP-GM(1,1)对测试发动机的剩余寿命进行预测。通过实验分析,该方法能够有效地对航空发动机的剩余寿命进行预测,并比传统方法得到更高的预测准确度,该方法为实现航空发动机的故障预测与健康管理提供一种新的思路与手段。

基于瞬时参数估计的信号分量提取

具有非线性时频关系的多分量信号频谱占有较宽的频带且相互交叠,针对此类信号分量提取难的问题,提出了一种基于瞬时参数估计的信号分量提取算法。首先,采用FMmlet变换将被分析信号在时频空间内展开;然后,根据时频面内能量峰脊与瞬时频率的对应关系,应用谱峰检测法估计出所需提取分量的瞬时频率;按照最小二乘法滤波原理估计该分量的瞬时幅值,继而按照信号瞬时模型恢复重构出对应的信号分量。理论分析和仿真试验表明,该方法能从时频相交或不相交的多分量复杂时变信号中提取出所需信号分量,且失真度小。

温汤处理对百合鳞片扦插繁殖的影响

以亚洲百合Prato和铁炮百合White Fox鳞片为试材,对其进行不同时间和温度的温汤处理,研究其对鳞片扦插的消毒效果和对小子球再生及增殖的影响,并获得适宜的处理时间和温度范围。结果表明,短时低温的温汤处理对百合鳞片扦插的影响不显著,但也不宜长时高温处理;适宜的温度和时间可以消毒灭菌,且有利于小子球的发生和增殖,以30℃2 h和40℃30 min两个处理组合效果较好。