基于Transformer和卷积神经网络的齿轮故障诊断方法

针对部分齿轮的运行环境复杂,导致采集的样本数据不够的问题,提出了一种基于Transformer和卷积神经网络(CNN)的迁移学习齿轮故障诊断方法。首先,采用高斯滤波对原始振动信号进行了预处理,使信号变得平滑,降低了噪声信号的干扰;再将信号处理成带有位置信息的补丁序列以作为Transformer的输入,并增强了Transformer特征提取的能力,提高了诊断精度;然后,将信号输入到CNN继续提取特征信息,在模型中添加了一个残差块以防止网络退化;接着,划分了实验室采集的齿轮数据集和东南大学齿轮箱数据集的源域和目标域,采用了源域数据预训练模型,选择了每种类型的齿轮各100个样本为目标域;最后,以不同数据集为源域共进行了4组10次重复实验,测试了模型的准确率。研究结果表明:以不同数据集为源域的4组10次迁移实验的齿轮故障诊断准确率较高,均在90%以上,最高准确率可达100%;与其他不含Transformer的卷积神经网络、多尺度卷积神经网络和二维卷积神经网络相比,Transformer-CNN的齿轮故障诊断平均准确率更高,其平均准确率可达到99.64%。因此,基于Transformer-CNN的迁移学习方法能在小样本下诊断齿轮的故障。

基于广义S变换的航空串联电弧故障检测

航空串联电弧故障隐蔽性强导致检测困难,严重危害航空飞行的安全,这一问题越来越受到人们的重视。鉴于目前串联电弧故障诊断时频方法的局限性,提出利用广义S变换对实验电流信号进行分析,并提取特征量。依据标准搭建串联电弧故障模拟发生装置和串话干扰实验,并采集电路中的电流信号,采用信号选取框截取实验数据进行广义S变换,提高了电弧故障识别准确率。根据发生故障后时频谱的变化情况,对2kHz分量分别提取均方根值和能量作为特征量,通过与小波变换方法的分析结果进行对比,结果表明该方法在进行航空串联电弧故障诊断时具有更高的识别准确率,并且串话干扰情况不会被误判。最后,对提取的特征量构建特征向量再输入到粒子群优化的支持向量机中进行识别,结果表明识别准确率达到98.75%,与单一特征量故障识别相比,准确率得到了进一步提升,为航空电弧故障断路器的研制提供了可靠参考。

淮河流域致洪暴雨的异常水汽输送

为了从多方面提取对致洪暴雨有指示意义的异常信息,进一步提高对致洪暴雨的判别能力,利用Box-Cox变换将信号场方法引入致洪暴雨水汽条件气候异常的诊断,并具体分析了2003年、2005年和2007年淮河流域致洪暴雨850 hPa水汽通量场的气候异常特征。结果表明:淮河流域致洪暴雨期间,850 hPa经向水汽通量信号场105°E～125°E易形成以淮河流域为中心南正北负的双极型配置;850 hPa纬向水汽通量信号场低纬的显著信号反映出各条水汽输送通道的相对重要性因致洪暴雨而异。

遥测用全电子安全系统引信的信号变换盒设计

全电子安全系统是引信设计的发展方向 ,要判定引信的设计性能的合理性、稳定性 ,必须经过导弹遥测飞行试验。遥测飞行试验中 ,将引信工作过程中的状态信号 ,通过信号变换 ,提供给弹上遥测设备进行测量。信号变换盒就是实现引信状态测量和信号变换功能的重要设备。介绍了一种全电子安全系统引信的信号变换盒的技术要求、基本功能和工作原理 ,提出了提高系统可靠性的电路模式和设计原则 ,同时对信号变换盒的硬件设计方法进行了介绍。充分考虑了系统可靠性和测量灵敏性的设计要求 ,具有小型化、功能可靠和抗电磁干扰等优点。

基于小波变换的振动信号分形维数研究

针对传统分析方法对振动信号频率变化不明显、故障特征难提取等问题,基于小波和分形理论,通过计算振动信号盒维数,有效地提取了振动特征;提出小波分解振动信号高频系数盒维数计算方法,对振动信号的高频部分进行描述。实验证明:随着干扰信号的频率变化,振动信号小波分解后的高频部分分形维数在分段区间内比振动信号整体分形维数分段变化趋势更加明显,能更有效地反映故障频率变化,对开展设备的故障诊断研究具有现实意义。

DDS噪声信号发生器设计研究

基于DDS原理,采用模块化设计方法,通过Cypress公司的PSoC Designer集成开发平台,设计出了一种可调带宽和功率的噪声信号发生器.系统电路具有结构简单、实用性强、可靠性高及便携,利用一片芯片实现整个系统DDS原理的全部功能等优点.

雷达信号分选实现的新方法

为解决反辐射导弹在高密度复杂电磁环境下的雷达信号分选问题,提出一种雷达信号分选实现的新方法。采用关联比较器进行雷达信号预分选,在主分选中,应用修正的脉冲重复间隔(pulse repetition interval,PRI)算法测量雷达信号PRI。在硬件实现上提出一种非均匀设定PRI箱宽度的方法,可节省大量的运算时间,提高系统实时性。实验结果表明,该分选方法具有快速准确的优点,既解决了以往直方图统计算法中的子谐波问题,又克服了传统PRI算法不能有效分选抖动脉冲序列的缺点。

基于分形盒维数的跳频信号跳周期快速估计方法

针对通信对抗中跳频信号参数估计问题,提出一种基于短时分形盒维数的跳频信号跳周期快速估计方法。首先对信号采样序列分段,计算短时分形盒维数,结合小波变换检测盒维数曲线的奇异点,然后采用谱分析的方法提取奇异点的变化周期,进而估计出跳频周期。仿真实验表明,该算法运算复杂度低、跳频定位精度高,在-10dB就能有效估计出跳频周期,与基于STFT的时频分析方法相比,具有计算量更小的优点。

基于PSoC芯片的波形发生器设计

基于Cypress公司的PSoC芯片和DDS原理,通过PSoC Desiner集成开发平台,采用模块化设计方法,设计出了一种基于PSoC硬件可调带宽和功率的任意波形发生器。本设计创新之处在于,系统电路具有结构简单、实用性强、可靠性高及便携,利用一片芯片实现整个系统DDS原理的全部功能等优点,具有广泛的应用价值。

微小信号测量准确性对电流互感器负荷箱校准结果的影响分析与改进

测量电流互感器负载箱微小信号时,存在准确性与稳定性较差的问题,严重影响对电流互感器负荷箱测量结果的评估。本文所设计的微小信号采集模块能够有效提高微小信号的采集精度及稳定度,极大减小测量结果的引入误差,更能反映电流互感器负荷箱校准过程的真实性。

电涌保护器在风电箱变测控信号防护中的应用

通过对风电场箱式变压器内部电气结构及防雷配置进行详细分析,提出在风电场箱式变压器信号侧配置电涌保护器的电涌防护方案,并研究其在风电箱变保护中的现实意义。

GCC盒和JERE盒介导的信号途径在水稻应答逆境中的作用

植物应答逆境的防御反应在很大程度是在基因转录水平调节的,其中转录因子与目标基因启动子上顺式作用元件的识别和结合起着关键的调节作用.本研究将从双子叶植物中发现的GCC盒(应答乙烯)和JERE盒(应答JA和激发子)与CaMV35S核心启动子融合构建成诱导型启动子,利用GUS报告基因构建其表达载体并进行农杆菌介导的水稻遗传转化.利用T1代株系分析了GCC盒和JERE盒水稻植株对不同逆境胁迫和激素处理的应答.结果表明在转基因植株中它们都具有很低的本底表达.稻瘟病侵染、稻纵卷叶螟取食和机械损伤处理可不同程度提高GUS基因的表达.另外,脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)也能提高GUS的表达.实验结果暗示JERE和GCC盒介导的信号途径在单子叶和双子叶之间有一定的保守性.