基于改进LMD和综合特征指标的滚动轴承故障诊断

局部均值分解(local mean decomposition,LMD)适用于分析非平稳的滚动轴承故障信号。文章针对LMD存在的端点效应以及敏感分量难以筛选的问题,提出一种基于匹配误差的四点波形延拓方法来改善端点效应,将综合特征指标与K-means聚类分析相结合筛选敏感分量;轴承故障信号经改进的LMD分解为若干个乘积函数(product function,PF)分量;计算所有PF分量的8个参数作为综合特征指标,再利用K-means聚类分析进行分类,区分出敏感分量与虚假分量,并重组敏感分量;最后利用包络分析成功提取到故障特征频率。结果表明该方法是一种有效的滚动轴承故障诊断方法。

基于高维随机矩阵综合特征指标的滚动轴承状态异常检测算法

针对基于随机矩阵的异常检测算法中特征信息利用不充分、特征向量与特征值未能有效结合的缺点,提出了一种基于随机矩阵特征值与主特征向量相融合的滚动轴承状态异常检测算法。首先,利用滚动轴承健康监测原始数据构造观测矩阵,并通过归一化、特征提取、矩阵扩充等步骤,建立表征滚动轴承运行状态的高维随机协方差矩阵;其次,有机融合协方差矩阵特征值和主特征向量,构造综合特征检测指标,并给出阈值指标计算公式和状态异常检测判定依据;最后,通过IMS滚动轴承全寿命试验数据对所提方法进行了应用研究。结果表明,与单一特征值指标、峭度指标等异常检测算法相比,基于综合特征指标算法能较早检测出滚动轴承运行中的早期异常点,为故障预警和设备维护提供依据。

基于指标综合特征的耕地遗传质量和动态质量评价

基于耕地资源内在禀赋特征与外在利用水平的综合视角从静态和动态2个维度评价耕地质量,对实现耕地数量、质量、生态“三位一体”保护具有重要意义。该研究基于指标综合特征的内在属性特征和外在利用水平2个维度构建指标响应时间(Indicator Response Time,IRT)和人为干扰程度(Degree of Human Interference,DHI)2个指标,将耕地质量评价指标划分为遗传指标和动态指标,并将耕地质量分为遗传质量和动态质量,从遗传质量和动态质量2个维度衡量耕地质量,并以河北省曲周县为例进行实证研究。结果表明:1)基于指标综合特征将耕地质量划分为遗传质量和动态质量,从相对稳定的遗传质量和较高变异的动态质量2个维度评价耕地质量,更能体现自然环境和人为活动变化对耕地质量的影响,对耕地质量建设与提升具有积极作用;2)曲周县耕地综合质量以高等和中等为主,共占耕地总面积的82.33%,而耕地遗传质量和动态质量均以高等地为主,分别为耕地总面积的60.65%和50.18%,主要分布于县域北部和南部地区;3)曲周县耕地遗传质量和动态质量均以高等地的面积最大,为耕地总面积的29.19%,分别占高等遗传质量和高等动态质量面积的48.13%和58.17%;相同土壤类型的耕地遗传质量普遍比耕地动态质量高,且耕地遗传质量的空间变异程度较低;4)曲周县耕地遗传质量平均等级略微大于耕地动态质量平均等级,但耕地遗传质量和动态质量相等与略微差异的面积占耕地总面积的85.36%,其中,遗传质量等于动态质量的面积为耕地总面积的37.17%。该研究有利于建立保护遗传质量和提升动态质量的基本理念,可为土地综合整治和高标准农田建设提供基础依据。

盐池草地植被数量波动研究

以宁夏盐池为研究对象,分析2002-2005年主要植物种群数量波动及群落特征指标动态。黑沙蒿及刺沙蓬等植物数量特征呈波动式上升,受降水等气候因子影响较小,是干旱年维持区域生态平衡的重要植物种;赖草等多年生草本植物呈波动式下降趋势;狗尾草、小画眉草等一年生草本植物受当年降水量及调查前期降水量影响较大,呈现气候波动型。分析盐池县2002-2005年的群落数量特征变化表明,植被盖度、密度及植物种数与降水量年际波动趋势一致,2002年降水量最大,植被盖度、密度及植物种数也最大,分别为66.98%、278.14万株/hm2和57种;2005年降水最少,植被盖度、密度及植物种数也居4 a最低,分别为36.02%、75.68万株/hm2和43种。由于降水对植被生长的滞后作用影响,样地内生物量和植物平均高度并未与降水量波动趋势一致。影响盐池县草地植被波动的主要气候因子为降水,其次与退耕还林、人工封育及撂荒等人为活动也有一定关系。