基于广义维数的故障特征提取及诊断研究

从分形原理出发 ,以广义维数理论为基础 ,建立以振动信号的广义维数、广义维数谱图、敏感维数为特征组的模式空间样本库。一方面 ,通过计算实测信号的广义维数 ,提取其敏感维数 ,进而对实测信号的裂纹故障进行诊断识别。另一方面 ,通过对待检信号与不同裂纹深度信号的广义维数相关系数计算、分析、比较 ,可估计出待检信号的裂纹深度 ,说明广义维数相关系数分析方法 。

基于多重分形广义维数的机械故障诊断方法

提出利用多重分形广义维数来描述信号特征,并以振动信号广义维数、广义维数谱图、敏感维数为特征向量的模式空间样本库为基础,给出了通过维数相关系数等判别条件进行识别的机械故障多重分形广义维数诊断方法.应用于圆盘类裂纹故障的诊断,取得了令人满意的结果.

面向高压断路器故障分类的电流-振动信号类聚几何敏感特征优选方法

针对利用电流-振动信号联合进行高压断路器故障分类过程中原始特征集维数较高,因而造成识别率低、分类性能退化的问题,该文提出一种适用于高维小样本的类聚几何敏感特征优选方法。首先,利用广义维数谱和敏感维数定量刻画经魏格纳-威尔分布处理的振动信号时频图,结合线圈电流信号的突变信息,构建断路器完整动作过程的电-振联合多征兆域原始特征集;其次,通过定义“变异系数”细致描绘特征在样本类内和类间的波动性,由“赏函数”对类间发散性强的特征予以加权,根据特征敏感因子优选得到不同故障类型下的类聚几何最优特征集;最后,采用支持向量机和其他识别方法进行故障分类。试验结果表明采用最优特征集识别准确率明显提高,具有工程应用价值。

旋转机械动态特性的分形特征及故障诊断

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到 广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数,对故障样本进行广义维数计 算分析,找出用分形维数分析识别故障的依据。此外,运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方 法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数 据与动态振型数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数 中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别,且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。

杜芬方程的1/3纯亚谐解及过渡过程的分形特征研究

通过谐波平衡法和数值积分法研究了杜芬方程的1/3纯亚谐解.提出假设解,找出了亚谐频域,并对参数变化的过渡过程的敏感性和初始值扰动的过渡过程进行了研究.考察了亚谐响应幅值系数对阻尼的敏感性及亚谐振动谐波成分的渐近稳态性.此外,运用广义分形理论对杜芬方程纯亚谐解过渡过程进行了分析.分析表明,广义维数的敏感维数能清楚地描述杜芬方程纯亚谐解过渡过程特征;并对改变初始扰动、阻尼系数、激励幅值情况下,其两个不同频域的杜芬方程纯亚谐解过渡过程的不同分形特性显现出敏感性.

多重分形方法在耦合故障诊断分类中的应用研究

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析,找出谱能量与分形维数的关系,对用分形维数分析故障的强度提供了依据。另外运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与理论响应模拟数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别;且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。