单轴压缩下正交型交叉裂隙砂岩的破坏前兆试验研究

为探究单轴压缩下正交型交叉裂隙砂岩的破坏前兆信息,开展正交型交叉裂隙砂岩的单轴压缩声发射试验,分别从声发射振铃计数率的临界慢化特征、主频与平均频率质心的演化、小波包能谱特征三个角度进行研究。研究发现试样加载至临近峰值应力时均表现出明显的临界特征:声发射振铃计数率呈“双峰特征”、累积振铃计数急剧攀升;振铃计数率的自相关系数上升到较高的值发生大幅度波动、方差发生量级式“增加-降低-增加”的变化;低频声发射信号数量明显增加,平均频率质心则表现为“先增后减”式变化;对声发射波形信号进行4层小波包分解,3^(#)~16^(#)频带能量占比呈“明显下降-波动式上升”式变化;三种破坏前兆识别方法所得到的前兆响应系数(precursor response coefficient,PRC)的大小顺序依次为:临界慢化特征>频域特征>小波能谱特征,前兆响应应力(precursor response stress,PRSR)的大小顺序与前者相反;随着主裂隙与轴向应力之间夹角的增大;随着主裂隙与轴向应力夹角的增大,三种破裂前兆识别方法所识别前兆点出现时间均延迟。

基于声发射技术的砂轮磨损实验研究

砂轮磨损状态复杂多变,磨损信号干扰多,特征提取困难。文章针对砂轮磨损过程,提出一种基于声发射技术的砂轮磨损表征方法。利用小波能量分析对磨削过程声发射RMS(均方根)信号进行重构与消噪,研究声发射RMS(均方根)信号频谱矩心这一特征值与工件表面粗糙度的对应关系。得出砂轮修整初期频谱矩心低,砂轮磨损后频谱矩心显著增大,由于磨粒自锐作用,频谱矩心会呈现周期性变化规律;在同一周期内,处于低频段的砂轮磨削出的工件表面粗糙度必优于处于高频段的砂轮;在不同周期内砂轮磨削出的工件表面粗糙度不具有可比性;表明了磨粒自锐的随机性。而且随着砂轮磨损的增加,频谱矩心高频段持续时间越来越长,直至砂轮剧烈磨损。

子带特征参数在家禽应激发声识别中的应用

基于子带梅尔频谱质心的优化特征参数(SMSC),研究了35日龄海兰褐蛋鸡在正常状态、光照与人为干扰等应激下发声信息的变化特征,并通过建立支持向量机模型(SVM),比较了采用优化特征参数与梅尔频标倒谱系数及其一阶、二阶导数组成的特征参数(MFCC-39)在识别不同应激中的应用效果。试验结果表明,采用加入梅尔频谱质心修正的特征参数,在分类正确识别率方面平均提高了24%。

林火在空间上的波动性及其对全球变化的响应(Ⅱ)

应用黑龙江省1980～1999年林火数据,分别计算出每年火灾发生的火点的质心经纬度坐标和火场面积质心的经纬度坐标,用其质心坐标与同期的年平均气温和年降水量进行回归分析。结果表明:年降水量和年平均气温对火点和火场质心的波动性具有明显的影响,降水对火场与火点质心在纬度方向的波动影响不敏感,气温对其影响敏感。气温和降水对火场和火点质心在经度方向的波动性均表现敏感。气温升高,火场和火点质心均向北、向西移动,反之,则向东、南移动。火场和火点质心随降水量增加会向西和向南移动,反之,则向东、北移动。

离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值 ,不能校正频率和相位的问题 ,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点 ,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明 :与其它校正方法相比 ,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正 ,算法简单 ,计算速度快 ,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小 ,校正方法适用于各种对称窗函数 ,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中 ,对噪声小的信号 ,推荐加 Hanning窗 n=1(三点卷积法 )的方法进行校正 ,频率间隔大于等于 4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于 1% ,频率误差小于 0 .0 1个频率分辨率 ,相位误差小于 5度 ;这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。

谱质心在电力谐波分析中的应用

该文给出了连续频谱和离散频谱的谱质心计算公式,讨论了谱质心应用于频谱校正的原理和步骤。通过计算离散频谱正频率段的谱质心估计信号频率,根据邻近谱质心的峰值谱线估计信号幅值和相位。对于谐波信号,引入子带谱质心概念,根据谐波次数将谐波分成多个子带,计算每个子带的谱质心估计各次谐波参数。仿真实例表明,谱质心法能提高谐波分析的准确度,有效克服基波频率波动和噪声对谐波分析的影响。与传统的比值法、相位差法和能量重心法相比,谱质心法可以避免繁琐的峰值搜索和复杂的谱线插值计算,不需要推导窗函数的能量特性,是一种简单实用的电力谐波分析方法。

岷县漳县M_S6.6地震近场地震波谱质心分布与发震构造

采用近场15个地震台记录的2013-07-22岷县漳县MS6.6地震主震波形,计算平均谱质心频率并给出地理分布。结果表明,高频分布椭圆分布在临潭-宕昌断裂主支的西南侧。由此认为,这次地震的逆冲块体应是处于临潭-宕昌断裂西南侧的另一平行次级断层之间的块体,发震构造并非临潭-宕昌断裂;谱质心最高频率的分布范围揭示了地震波能量辐射最强的区域,与现场考察的宏观极震区相吻合。

混合窗函数和子带频谱质心在MFCC特征提取过程中的应用

为改善低信噪比环境下语音的质量,在传统MFCC特征提取的基础上,提出了两种提高识别系统鲁棒性的方法。一种方法利用混合窗函数对旁瓣的抑制来提高系统的鲁棒性;另一种方法是基于频谱峰值位置受背景噪声影响相对较小,将子带幅度信息和Mel子带频谱质心(MSSC)相结合。实验表明混合窗函数和子带频谱质心(MSSC)以及它们相结合的系统与使用传统MFCC的基准系统相比,在低信噪比的平稳噪声环境下系统的鲁棒性得到了一定的提高。

自卷积检测方法及其在离散频谱校正中的应用

针对相关检测方法中自相关不能检测相位、互相关需要参考信号的问题,从相关和卷积的关系出发,提出一种自卷积检测方法。首先,扩展相关和卷积的关系;然后,分别推导周期信号的自卷积、两周期信号的卷积、周期信号与噪声的卷积、噪声的自卷积、加噪信号的自卷积表达式,从理论上证明自卷积检测方法能检测信号的频率、幅值和相位,同时可以抑制噪声。最后,作为自卷积检测方法的应用实例,结合能量重心法提出一种新的离散频谱校正方法。仿真结果表明,所提方法能提高离散频谱校正的抗噪性能,对研究相关与卷积的关系以及卷积应用有一定的参考价值。

谱质心迁移在变工况轴承故障诊断的应用

轴承故障诊断普遍存在需建立不同模型以适应变工况的问题,故提出一种谱质心迁移学习模型,通过将源工况领域迁移至目标工况领域减少后者的建模代价,并增强模型通用性。首先计算两工况领域间频谱相似度(FSSM)并排序选择近距离源工况领域为初始训练集。其次在迭代过程中剔除与训练集谱质心均值距离较远的样本,并加入同数量目标工况领域无标签样本,直至两者谱质心均值距离一致,模型故障类别取决于支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)基分类器的输出。Spectra Quest齿轮传动系统试验结果表明,转速负载发生变化时,该模型诊断性能优于非迁移模型,且能够根据替换样本数、精度、频谱相似度、耗时等指标评估源工况领域质量,因此具有解决变工况轴承故障诊断问题的潜在价值。

声-超声检测技术

声-超声技术用以评估弥散缺陷分布以及由此产生的材料力学性质变化,已成功应用于金属、复合材料、粘接结构和木材等的无损检测。综述了声-超声检测技术发展现状。在阐述声-超声技术基本思想的基础上,分析了声-超声检测系统的组成及影响检测结果的各种因素。重点讨论了传播模型研究中的自然模态和频散模态分析,以及信号处理方法中的应力波因子法、超声波衰减率法和统计分析法等。最后对声-超声技术进一步研究的关键技术进行了展望。

频移方法定位桥梁预应力管道注浆缺陷的研究

本文提出一种基于频移理论的桥梁预应力管道注浆缺陷定位方法。采用已知频段的可控震源信号(Chirp信号)在梁体预应力管道端头钢绞线断面处激发,沿梁体侧面钢绞线水平投影的走向等间距依次接收,对激发和接收的信号进行频谱分析,计算每个测点处对应的频谱质心位移值Δf,根据Δf的异常来判定测点处预应力管道的注浆情况。模型预应力梁板的验证实验表明频移方法可有效定位桥梁预应力管道的注浆缺陷并提高缺陷检测的效率。

零偏VSP资料质心频移法在胜利油田Q值反演中的应用研究

地层的Q值与岩石类型、流体类型和流体饱和度有关,零偏VSP资料有信噪比高、分辨率高等优点,用以研究地层的品质因子具有较高的精度。利用零偏VSP资料计算地层的品质因子,目前比较理想的方法是YouliQuan等1997年提出的质心频移法,应用该方法求取了胜利油田垦71井区检41井的地层品质因子,结果表明该方法较为适用、可行。

一种基于支持向量机的演唱片段划分方法

提出了一种基于支持向量机的演唱片段划分方法。首先,给出能够体现含人声片段与纯音乐片段差异的特征量,并对于支持向量机的原理及应用原则作了介绍,最后,结合两者提出了音乐片段的分割方法。

汶川地震前后地磁Z分量的谱质心变化

提取了汶川地震前后成都台、木里台和西昌台地磁观测的Z分量数据,分3个时段对采样率为每秒一个点的观测数据每小时计算一个最大谱质心、平均谱质心和谱质心标准差。不同台站和不同时段谱质心的结果比较表明,三个参数在汶川地震前这一时段,成都台地磁Z分量显示较大的变化幅度,并存在震前逐渐升高的变化趋势,而其它台站和其它时段没有显示如此明显的特征。对比分析表明,成都台地磁Z分量显示出的谱质心变化是一个与汶川地震有关联的特征信息,且这一特征的出现与台站和震中的距离有关。对这一问题的深入研究,对于研究震磁关系、大地震的孕震机理,大地震的预测及大震发生位置的推测具有积极意义。

基于振动频谱子带质心的西瓜内部品质检测

使用子带频谱质心作为特征参数,描述西瓜内部品质中的糖度及瓤色。通过分析表明,子带频谱质心对冲击振动法中冲击方式及冲击位置的依赖性较小,用其进行检测可大大简化系统的复杂度。针对某特定品种西瓜获取了用于描述糖度及瓤色中的红-绿分量的最优子带位置,该子带谱质心与糖度及色差a*值之间线性模型的决定系数分别达到0.812 4和0.733 6,远优于使用共振峰频率作为特征参数的模型,但子带谱质心对瓤色中的L*及b*值解释能力欠佳。

基于深度学习的减压音乐重构研究

音乐在旋律与和弦之间有复杂的匹配关系,音乐重构是长时间序列生成的算法研究。通过计算多轨道音乐序列的音乐频谱质心,使用栈式自编码器(SAE)对频谱质心较高的音乐进行音符特征提取,将音乐特征输入长短期记忆循环神经网络(LSTM),构建多轨道音乐重构模型。分析重构音乐的和谐度和音符分布均方误差,结果表明该方法好于单独LSTM网络重构方法。设计受试者焦虑状态测评实验,分析播放重构音乐前后受试者的焦虑程度,从而验证生成重构的音乐可以有效减压。

基于谱模拟的质心法品质因子估算

品质因子Q是表征地层吸收衰减特性的重要参量,可用于储层预测和油气检测。质心频移法(Centroid Frequency Shift,CFS)是稳定性较高的Q值估算方法,但理论精度较依赖于高斯谱假设,存在一定的不足。为了给出更精确的理论公式,提出了基于谱模拟的质心频移估算方法,具体步骤如下:1利用N次加权指数解析式对初始地震子波谱进行拟合,得到子波参数;2估算不同时刻地震子波谱的质心频率(主频);3根据质心频率与谱拟合参数之间的解析关系,反演待定参量,并估算地层Q值。模型测试结果表明,对于光滑子波谱,基于谱模拟的质心法能较好地突破常规方法的理论假设局限,提高估算精度。实际资料应用结果表明,该方法估算的Q值符合地层趋势,具有较好的可信度。

矩谱法求磁性体质心的若干问题

B K Bhattachryya(1975)推导的求磁性体质心的矩谱公式理论严谨,计算速度快,并且有不需要预先知道磁性体磁化率的特点。在该公式的基础上,本文对求质心的各种影响因素作了细致讨论,推导出了提高求解质心精度的改正公式。

一种基于离散频谱校正的SPIDER信号处理改进方法

介绍了光谱相位相干电场重构法(SPIDER)信号处理的原理,提出一种基于离散频谱校正的SPIDER信号处理改进方法,该方法可克服采样速率不足带来的信号处理误差。试验发现:在无噪声情况下,当取的校正点数足够多,基本可以达到无偏校正;而在有噪声的情况下,应适当选取校正的点数,来增强抗噪性能。该方法能在信噪比较差的情况下,得到时间延迟τ。经过仿真计算,在光谱仪最小分辨率和测量范围的限制情况下,该方法能够突破该限制在时谱上造成栅栏效应,大大提高SPIDER中时延参数的测量精度。该方法实现简单,精度高,抗噪性能好,无需改动设备就能提高系统精度,可广泛应用于SPIDER技术中。