基于多带加权包络谱的轴箱轴承故障诊断

为增强复杂噪声干扰下轴箱轴承故障检测的鲁棒性,基于循环谱分析并考虑轴承故障信息分布差异和阈值降噪,对轴箱轴承故障诊断的包络谱构造方法进行了研究.首先,提出频域信噪比作为轴承故障信息量化的新测度,用于评估谱相干中不同谱频带内的轴承故障相关信息;其次,构造以谱频率为变量的故障特征信息分布函数,并自适应确定信息阈值来辨识谱相干中故障信息丰富和干扰噪声主导的谱频率分量,进一步基于故障特征信息分布函数和信息阈值设计权重函数;最后,由谱相干和权重函数生成融合多带信息的多带加权包络谱,通过分析谱中的轴承故障特征频率来检测轴箱轴承的不同故障.铁路轴箱轴承实验数据的分析结果表明:相比于基于谱相干的典型包络谱方法,多带加权包络谱能够在复杂噪声干扰下准确识别轴箱轴承的外圈、滚动体和内圈故障,并能取得更高的性能量化指标(频域信噪比和负熵).

基于主动学习的图像分类技术:现状与未来

图像分类作为计算机视觉领域中的重要研究方向之一,应用领域非常广泛.基于深度学习的图像分类技术取得的成功,依赖大量的已标注数据,然而数据的标注成本往往是昂贵的.主动学习作为一种机器学习方法,旨在以尽可能少的高质量标注数据达到期望的模型性能,缓解监督学习任务中存在的标注成本高、标注信息难以大量获取的问题.主动学习图像分类算法根据样本选择策略,从未标记样本数据集合中选择出信息量丰富,对分类模型训练贡献更高的样本进行标注,以更新已标注训练数据池,如此循环直至满足给定的停止条件或模型标注预算耗尽.本文对近年来提出的主动学习图像分类算法进行了详细综述,并根据所用样本数据处理及模型优化方案,将现有算法分为三类:基于数据增强的算法,包括利用图像增广来扩充训练数据,或者根据图像特征插值后的差异性来选择高质量的训练数据;基于数据分布信息的算法,根据数据分布的特点来优化样本选择策略;优化模型预测的算法,包括优化获取和利用深度模型预测信息的方法、基于生成对抗网络和强化学习来优化预测模型的结构,以及基于Transformer结构提升模型预测性能,以确保模型预测结果的可靠性.此外,本文还对各类主动学习图像分类算法下的重要学术工作进行了实验对比,并对各算法在不同规模数据集上的性能和适应性进行了分析.另外,本文探讨了主动学习图像分类技术所面临的挑战,并指出了未来研究的方向.

复合表面形貌测量中通道串扰和色差消除方法

为实现漫反射表面和镜面复合表面的快速测量,基于条纹投影和条纹反射的复合表面测量系统通过相机的多颜色通道快速获得绝对相位。针对复合表面形貌测量中相机、投影仪、显示屏所引入颜色通道间的串扰和色差,研究了基于矩阵的串扰消除方法和绝对相位对应像素偏差的色差消除方法。基于串扰矩阵,分别建立投影仪和显示屏的串扰矩阵,完成颜色通道间的串扰消除。通过彩色正交条纹获得各颜色通道水平和竖直方向的绝对相位,建立颜色通道间相位差和像素偏差之间的关系,实现每一像素点的像素偏差校正,消除色差的影响。实验结果证明,所提色差和串扰消除方法使复合台阶的测量均方根误差从0.479 mm降至0.030 mm,提高了测量效率和测量精度。

多类场景下无人机航拍视频烟雾检测算法

在无人机航拍视频烟雾检测领域中,由于不同检测场景差异大,导致现有烟雾检测算法经常出现检测精度低、速度慢等问题。为了解决以上问题,建立了一个基于无人机视角的多类场景下的烟雾数据集(UAV smoke dataset,USD),并提出了一种改进YOLOx的多类场景下无人机视频烟雾检测算法。首先,在YOLOx网络模型中引入改进的注意力机制,分别改进通道特征和空间特征的提取过程,提取更加具有表征能力的烟雾特征;然后,提出一种双向特征融合模块,增强多尺度特征融合模块对小目标烟雾特征的融合能力;最后,引入Focal-EIOU损失函数,解决训练过程中出现正负样本不平衡,以及预测框和真实框不相交时无法反映两个框的距离远近和重合度大小等问题。实验结果表明,所提算法在应用于多类场景下无人机视频烟雾检测任务时具有较好的鲁棒性,对比多个经典烟雾检测算法,本文算法在不同数据集上的烟雾检测准确率均有不同的提升,比如对比原有的YOLOx-s模型,准确率提升2.7%,召回率提升3%,速度达到73.6帧/s。

受生物视觉启发的无人机航拍低照度图像增强算法

针对无人机航拍低照度图像存在亮度低、噪声大、细节不明显等问题,受人类视觉系统中的双路径模型启发,提出一种双路径模型的无人机航拍低照度图像增强算法。构建了一种基于残差单元的U-Net网络将图像分解为结构通路和细节通路;提出了一种改进的生成对抗网络对结构通路进行增强处理,并添加边缘增强模块来增强图像的边缘信息;在细节通路中采取噪声抑制策略减少噪声对图像的影响;融合2条路径的输出得到增强后的图像。实验结果表明,新算法提高了图像的亮度和细节信息,客观评价指标上优于其他对比算法。此外,还验证了所提算法对低照度条件下目标检测算法的影响,实验结果表明,新算法能够有效提升目标检测算法的性能。

一种光照不均匀图像的自适应校正算法

为了提高光照不均匀条件下采集的图像的视觉效果,提出了一种基于改进二维伽马函数自适应亮度校正算法。首先基于光照反射成像模型,利用快速引导滤波算法提取出光照信息;然后构造了一种改进的二维伽马函数,并利用光照的分布特性动态地调整二维伽马函数的参数,实现对图像亮度的自适应校正处理,提高光照过暗区域图像的亮度值,降低光照过强区域图像的亮度值,得到增强后的图像。对多种场景图像的处理结果表明,本文算法可以有效地降低不均匀光照的影响,提高图像的质量。

基于多重相关特征质量损失函数的公差优化设计

在重点推导了具有多重相关特征产品的质量损失与尺寸公差的函数关系的基础上,提出了多重相关特征产品的公差优化设计方法,建立了基于制造成本-质量损失的公差优化设计的综合模型,建立该模型的目的是寻求制造成本和质量损失之间的平衡,实现旨在提高产品质量和降低成本的公差优化设计。应用实例验证了所提出方法的有效性。

模拟磨削烧伤条件下的声发射信号特征

为在磨削的其他声发射信号中发现磨削烧伤声发射信号,对镍基合金和陶瓷材料热扩散的声发射信号特征进行了研究。该热扩散由激光照射引起,用来模拟磨削热效应。运用短时傅里叶变换技术,在没有其他干扰因素的条件下,模拟的磨削烧伤温度的声发射信号的频率特征被成功地提取出来,发现材料温度改变越大则声发射信号越强。

基于电动机电流信号双谱分析的齿轮传动故障诊断

电动机电流信号分析广泛应用于电动机本身的监测,但用该项技术监测与电动机相连设备的研究却很少。提出应用异步电动机的电流信号的调制信号双谱分析方法,实现对与电动机连接的齿轮传动系统的故障监测。试验表明调制信号双谱波峰的升高可以作为检测故障的依据。齿轮的故障可通过观测相关轴的双频波峰的变化进行诊断,与齿轮直接相连的轴产生较大的波峰增高,而与齿轮相邻的轴产生较小的波峰增高但轴不对中的故障可以只观测与该轴相应的双频波峰增高来确定。

典型路面激励下的工程专用自卸车车架动态响应研究

采用固有模态分析与具有自适应特征的经验模态分解EMD算法相结合的方法,对采集到的车架关键点振动信号进行重构。应用信号处理方法从重构后的信号中有效提取车架的动态特征,分析结果表明,该自卸车车架在工地路面激励下易产生低频共振,严重影响整车性能和使用寿命,需要对车架结构进行进一步优化。

ISO5436-2的表面形貌评定基准

为了评价仪器的软件和整体性能,根据ISO软件测量标准(SoftGauge)5436-2,应用过程仿真、以及实测电加工表面和实测珩磨表面得到的标准数据,研究了采用不同方法获得的表面形貌即粗糙度轮廓的评定基准,分别为高斯滤波基准、最小二乘中线基准和最小二乘曲线基准。给出了不同基准下ISO 4287定义的表面粗糙度轮廓典型参数的评定结果,包括Ra、Rq、Rp、Rv、Rsk、Rku等,分析了几种基准下各参数相对于标准结果的计算偏差。计算结果表明:对于仿真数据,3种方法的计算精度都比较好,仅仅参数Rsk在两个最小二乘基准下偏差较大,达50%左右;对于电加工表面数据,高斯基准下的各个参数偏差最小,其它两种基准下偏差稍大,而相对偏差较大的是Rsk和Rp,其中Rsk分别为3.55%和-7.45%,Rp分别为-3.45%和3.95%;对于含有跳跃点的珩磨表面,3种基准下的评定结果都有较大偏差,其中求均值运算的Ra、Rq的偏差稍小,其它较大,经过剔除处理后,Ra、Rq偏差仍然相对稍小,Rsk和Rp由较大偏差明显减小为稍小偏差,而Rku、Rp偏差没有明显改进,仍约为40%。总之,3种方法对奇异点较敏感,对无奇异点的粗糙度轮廓的常用参数评定结果基本一致。在评定一般精度、表面无明显周期波纹度成分和较大奇异特征时,对于常用表面功能评定参数,如Ra、Rq,选用原理简单、实现方便的最小二乘拟合基准即可满足要求。

基于彩色条纹投影术的三维形貌测量

物体表面三维形貌数据的获取在智能制造、航空航天、文物保护、医疗卫生、远程教育等领域有着广泛的应用。三维形貌数据的获取受限于系统硬件的性能,特别是现有数字投影系统的投影速度,无法快速测得物体面形的三维形貌。彩色成像和投影系统的出现,为并行多颜色通道三维成像系统提供了新的研究方向。详细综述了基于彩色条纹投影术的三维形貌数据测量研究的现状。具体包括彩色条纹投影术的基本原理、彩色条纹调制和解调相关技术、三维成像系统的标定、以及未来的研究方向。接着给出几个利用彩色条纹投影术获取物体表面三维形貌和彩色纹理的实例。为彩色条纹投影术测量物体表面三维形貌数据提供了详尽的综述,并指明了未来潜在的研究新方向。

基于单缸柴油机表面异常声发射信号的活塞组件摩擦磨损故障诊断与研究

为了诊断并分析某型单缸柴油机的异常声发射信号,在柴油机缸体上安置振动传感器和声发射传感器。利用小波多分辨率算法对比分析了两个传感器的信号。首先通过几何估算提出了异常信号可能对应的两种故障形式,随后根据拆机检查,确认声发射信号中的故障特征来源于活塞组件之间的异常摩擦事件。诊断结果表明:该型号单缸柴油机的活塞组件的结构尺寸设计不合理,在柴油机正常工作中,连杆小头和活塞内部发生了摩擦事件,导致了声发射信号在固定的曲轴转角上出现异常峰值响应。声发射技术为以后有效监测活塞组件摩擦磨损提供了更准确的诊断方法。

整合医学模式在肿瘤专科医院管理中的应用实践

整合医学被视为重塑全球和各国卫生体系的关键。结合北京某三甲肿瘤专科医院的管理实践,探讨在整合医学模式下运用具体策略和管理措施,提高医疗服务质量和患者健康收益的可能方案。实践表明,医疗机构可以从学科建设、医院管理和社会服务3个维度进行整体设计,通过多学科综合诊疗等一系列管理措施,突破医、教、研、防的传统管理架构和思维模式,推动医院实现整合型发展。

孔光整加工表面粗糙度在线测量实验研究

针对液体磁性磨具光整加工孔时,无法对孔内壁表面质量进行在线检测的现状,提出利用声发射技术检测加工过程中摩擦声发射信号并进而在线预测孔壁粗糙度的方法。通过实验和分析验证了声发射(Acoustic Emission,简称AE)信号与试件表面粗糙度值有良好的对应关系,获取了与孔壁粗糙度值相对应的AE信号特征值,研究了某零件光整加工时AE信号的均方根值与表面粗糙度值变化情况的对应规律,为利用声发射技术进行孔表面光整加工的在线检测和相关设备的自动化控制提供了有益的参考。

多电极电磁流量计转换器设计

基于权函数理论设计出一种新颖的多电极电磁流量计,其转换器部分采用VM1微处理器作为处理核心,实现控制磁路系统、信号采集、数据重构以及显示和调节控制等功能。该设计通过测量流场边界处的感应电压,进而重构速度分布并实时显示。实验证明:该种电磁流量计具有较高的测量精度,并提供可靠的速度重构结果。

多电极电磁流量计用于非轴对称流的测量

为解决两电极电磁流量计对于速度非轴对称分布的敏感问题,基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,研究其计算方法并设计出多电极电磁流量计.通过多电极传感器测量不同位置的弦端电压,计算管道截面各区域的局部轴向平均速度,并实现体积流量的测量.介绍了多电极电磁流量计传感器设计,通过测量偏流发生器下游的非轴对称单相流及倾斜管固-液两相流,证明该设计对于非轴对称流具有较高的流量测量精度及可靠的速度分布测量结果.

英国特色乡村小城镇规划设计的经验与启示

英国城镇化及小城镇环境特色塑造的历程、教训、经验,特别是重视乡村建设的意识和人文观,是中国特色小城镇建设的一面镜子,我们应以他山之石,因地制宜地探索我国小城镇特色建设的理念、策略及途径。

随机相关性影响的多部件系统剩余寿命预测

针对存在复杂随机相关性的多部件系统,提出了自适应窗宽核密度估计的实时剩余寿命预测方法。首先对系统中存在连续退化随机相关影响的部件进行相关性建模;其次构建基于自适应窗宽的条件核密度估计退化模型,得到相应的概率密度函数;最后建立部件实时剩余寿命预测模型,求得部件的剩余寿命;并在斜齿轮箱试验台进行试验验证,验证了该方法的准确性和有效性。

碳烟颗粒在尾气排放与机油吸附中分布关系的试验研究

鉴于机油吸附与尾气排放中碳烟颗粒的动态分布关系尚未得到充分的分析研究,同时为了深入认识机油退化机理,实现在线状态监测;对碳烟颗粒缸内分布和机油吸附特性进行了仿真和试验研究。仿真结果表明,扭矩对碳烟生成量影响显著。结合仿真结果在单缸柴油机台架上对碳烟在机油吸附和尾气排放中的分布情况进行了试验研究。试验结果表明,低扭矩工况下机油吸附碳烟颗粒的速率较为明显;在高扭矩工况下,碳烟主要从尾气中排放,机油吸附碳烟颗粒的速率较低。经计算得出两者间的分布关系,为发动机的使用提供实际指导。