轴承数据的Matlab高阶谱分析

使用matlab高阶谱工具箱(HOSA)函数对轴承数据进行分析,介绍了若干在仿真中用到的HOSA函数及其数学基础。并验证,由于轴承振动信号的非高斯、非线性特性,低阶统计量不能分辨的振动特征,能够通过高阶统计量及其matlab工具进行分析。

转子裂纹的高阶谱分析

本文研究了具有不同的裂纹深度、裂纹位置的转子裂纹的高阶谱 (主要是三阶谱 )特性 。

基于高阶谱与支持向量机的电力电子电路故障诊断技术

针对现有电力电子电路故障诊断方法存在的不足,研究了采用高阶谱分析和支持向量机(support vector machine,简称SVM)的电力电子电路故障诊断和定位方法。首先利用高阶谱中的双谱技术分析、处理和提取电路状态的故障信息特征;然后设计和采用多类层次支持向量机分类器作为故障模式的训练和识别器,其中,分类器的结构利用模糊C-均值算法(fuzzyC-means,简称FCM)进行了优化;最后采用一个实际的Buck功率电路进行了建模、仿真和验证。结果表明,采用该方法对电力电子电路故障的诊断和定位率可达99%以上,达到了较为理想的诊断精度。

基于高阶谱的旋转机械故障征兆提取

研究了旋转机械振动信号的非线性特征 ,分析了产生非线性的机制 ,着重讨论了二次相位耦合与机械故障的关系。在此基础上将高阶谱分析引入转子故障诊断。高阶谱保留了信号的相位信息且能有效抑制噪声 ,可以定量描述非线性相位耦合。试验分析表明 ,对于不同类型的故障 ,高阶谱特征存在明显差异 ,因而可用于故障模式识别。高阶谱丰富了旋转机械故障诊断系统知识库中的振动特征信息 ,用于工业现场能大大提高诊断准确性。

混合噪声下正弦参数估计互高阶谱MUSIC方法

采用互高阶累积量 (互四阶累积量 )的一维对角切片为统计量 ,首次证明了互高阶累积量可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声 ,并在建立互高阶累积量的Yule -Walker方程的基础上 ,通过特征分解 ,建立了信号矢量空间与噪声矢量空间 ,首次提出了混合噪声背景下正弦参数估计互高阶谱MUSIC方法。仿真结果说明 ,该方法在几乎不需要有色噪声的先验信息的条件下 ,具有良好的谱估计的分辨率和谱估计的稳定性。与其他方法比较 ,该方法抗干扰性更强 ,其信噪比工作门限低 。

低频振荡模式非线性相关作用的高阶谱非参数直接分析法

为克服特征分析法无法反映大干扰下强非线性系统所激励的复合模式,而传统的非线性数值解法存在截断误差和计算效率低的缺点,提出一种用于分析低频振荡模式非线性相关作用的新方法。该方法将高阶谱理论中非参数直接法应用于低频振荡模式分析,通过双谱分析及双相干系数辨识模式间的二次相位耦合信息,能够定量分析模式间的非线性耦合程度,为分析强非线性系统的稳定性及动态特性提供了一种新的有效途径。数值仿真结果验证了该方法的实用性与有效性。

高阶谱混合方法地震子波估计及处理

凭借高阶累积量对噪声的不敏感性,依据地震记录高阶谱中包含的子波相位、幅值信息,提出了基于双谱和三谱混合的子波恢复方法,并对理论合成记录进行子波估计及处理模拟试验,其结果论证了该方法的可行性.同时,用本文介绍的方法对野外采集的地震资料进行处理后,其分辨率明显提高,说明了高阶谱技术在资料处理方面有相当大的潜力.

基于高阶谱的混凝土材料断裂声发射特征提取

针对混凝土受载时声发射信号的非高斯特性,提出了一种基于高阶谱技术的声发射信号特征提取的新方法。通过对声发射信号的双谱分析,提取了不同载荷阶段下信号的非高斯特征。以信号双谱幅值的平均值作为特征值,对不同载荷下信号偏离高斯分布的程度进行了定量分析,并讨论了不同载荷强度的混凝土声发射信号的双谱特性及非高斯特征。实验结果表明,提取的特征值反映了信号偏离高斯分布的程度,据此可以作为混凝土受载时断裂临界点的判据。通过与声发射事件等常规参数的比较,可以发现高阶谱参数具有更好的敏感性。

高阶谱方法建立三维畸形波聚焦模拟模型

三维波浪方向聚焦是畸形波形成机理之一。为了模拟和分析这一现象,在势流理论内基于改进的高阶谱(HOS)方法,给出了时空聚焦方式生成畸形波的三维波浪模型。利用满足周期性边界条件的具有不同频率、不同传播方向的各独立组成波,分隔了计算域内的能量;使各组成波采用等振幅能量分布的形式,聚焦模拟了实验尺度畸形波;把高阶谱方法拓展到大尺度的开敞海域,考虑波浪方向分布的影响,聚焦模拟了大尺度畸形波的发展和形成过程。

高阶谱数值方法及其应用

高阶谱方法是一种快速模拟波浪运动的有效方法,它基于小波陡对速度势展开,通过快速Fourier变换解决了自由面波动问题。文中基于高阶谱方法,建立了模拟波浪运动的数值模型,通过与Stokes波理论值比较,验证了方法的合理性;并应用于波浪的色散聚集和Stokes波不稳定性研究,通过与其它结论的比较,验证了结果的正确性。

混合噪声背景下正弦参数估计的互高阶谱Pisarenko方法

本文以互四阶累积量为依据 ,首次证明了互高阶累积量可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声 ;并在建立互高阶累积量的Yule Walker方程的基础上 ,通过该矩阵的奇异值分解 ,建立了信号矢量空间与噪声矢量空间 ;首次提出了混合噪声背景下正弦参数估计的互高阶谱Pisarenko方法。仿真结果表明 ,与自高阶谱Pisarenko方法相比 ,该方法具有更好的谱估计的分辨率和谱估计的稳定性 ,抗干扰性更强 ,其信噪比工作门限更低 。

基于高阶谱的气液两相流差压波动信号的分析

针对水平管气液两相流差压波动信号的非高斯特性,提出了一种基于高阶谱技术的差压波动信号分析的新方法.通过对气液两相流差压波动信号的双谱分析,提取了不同流型下信号的非高斯特征.以信号双谱幅值的平均值作为特征值,对不同流型下信号偏离高斯分布的程度进行了定量地分析,并讨论了在不同管径下不同流型的差压波动信号的双谱特性及非高斯特征.实验结果表明,提取的特征值反映了信号偏离高斯分布的程度,据此可以作为气液两相流流型转变的判据.

基于高阶谱的地震子波估计

常规的地震子波估计是在假设子波为最小相位的基础上对地震记录进行处理。针对这一局限性,研究了基于地震记录高阶谱的地震子波估计方法。该方法无需对子波作任何假设,直接从地震记录的高阶谱中恢复地震子波的振幅谱和相位谱,进而重构地震子波,并对不同相位地震子波的理论模型和野外实际资料进行了处理,结果表明这一方法对于提高地震资料的分辨率具有可行性和应用潜力。

基于高阶谱特征提取的高速列车车轮擦伤识别算法研究

随着列车运行速度和轴重增加,车轮踏面擦伤现象不断加剧。提出一种对列车经过时钢轨振动信号进行高阶谱特征提取并结合粒子群-支持向量机(PSO-SVM)进行车轮擦伤识别的算法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮擦伤模型,计算正常车轮与擦伤车轮作用下的钢轨振动响应。利用高阶谱方法对两种情况下钢轨振动信号进行信号处理得到二维等高线图和三维双谱图,通过灰度-梯度共生矩阵提取其二维等高线图的6个纹理特征,与车速共同输入PSO-SVM模型识别车轮是否擦伤;再结合三维双谱图对角切片峰值、二维等高线图内扩对角频率,对擦伤等级进行识别。结果表明:利用高阶谱进行特征提取的方法识别正常与擦伤车轮准确率可以达到100%,擦伤等级的准确率可以达到94.6%。最后将该方法与EMD方法进行特征提取做比较分析,EMD方法识别正常与擦伤车轮准确率为98.3%,而擦伤级别准确率仅为56.4%。研究结果表明,基于高阶谱的PSO-SVM方法更能有效识别擦伤车轮并确定其擦伤等级。

相位匹配噪声估计的高阶谱去噪方法

大多数去噪方法只能对高斯噪声或某一类有色噪声进行去噪处理.提出一种新的相位匹配噪声估计的高阶谱去噪方法,利用该方法既可以去除高斯噪声又可以去除非高斯噪声,通过高阶谱和相位匹配实时的逼近当前噪声,建立二次去除噪声方法,通过实验证明该方法能够非常明显的去除高斯与非高斯噪声,在无法分出噪声的种类情况下进行信号的去噪,取得非常好的去噪效果.

活塞压缩机气阀故障的高阶谱特征研究

研究了基于高阶谱的活塞压缩机气阀故障特征提取方法 ,分析了 2D12活塞压缩机气阀正常、阀片断裂故障、弹簧损坏故障及阀片有缺口故障 4种状态下的高阶谱特征。结果表明

旋转机械典型故障的高阶谱特性分析

在实验结果的基础上详细分析了旋转机械典型故障的高阶谱特性 (特别是三阶谱的特性 ) ,并进行了对比 。

高阶谱分析技术在轴承故障信号特征提取中的应用

对高阶谱方法用于滚动轴承故障特征提取进行了研究,针对滚动轴承振动信号的非线性、频谱成分多样性和二次相位耦合性等特点,分别采用高阶谱中的双谱技术和功率谱技术分析、处理和提取轴承状态的故障信息。利用高阶统计量方法做出了滚动轴承典型故障信号的三维双谱图、二维等高线图。通过与功率谱图的对比分析,结果表明:高阶谱在非线性系统的信号处理和故障特征提取方面,尤其针对滚动轴承初期故障信号的特征提取和诊断来说,具有功率谱无可比拟的优越性。试验分析结果为进一步的滚动轴承故障模式识别和诊断学习提供了可靠的特征样本。

系统的构建及其功率谱和高阶谱的比较

根据功率谱等价性或模型多样性原理。具体构建了2个系统:最小相位系统和非最小相位系统。用相同的激励信号作用,结果显示,功率谱密度无法分辨非最小相位信号.丢失了信号中的相位信息.而双谱包含了信号的相位信息。通过对大地电磁(MT)信号分析,表明MT信号一般具有非最小相位性.同样也可确定其他地球物理信号的非最小相位性。这种情况下,如果仍然用功率谱方法处理这种具有非最小相位特征的信号,则会使解释结果出现偏差。为了提高解释结果的精度和可靠性.可以利用高阶统计量(高阶累积量和高阶谱)方法处理地球物理资料。

基于高阶谱的高分辨率处理

本文从信号高阶累积量的角度出发给出了一种基于地震信号双谱的高分辨率处理方法。该方法根据双谱的性质 ,首先从含有地震子波相位信息的地震记录双谱中精确地提取地震子波 ,然后进行子波处理 ,从而提高了地震记录的分辨率。理论计算表明 ,对不同性质的地震子波 ,均可从理论地震记录的双谱中重构子波。