Anchoring Bolt Detection Based on Morphological Filtering and Variational Modal Decomposition

The pull test is a damaging detection method that fails to measure the actual length of a bolt. Thus,the ultrasonic echo is an important non-destructive testing method for bolt quality detection. In this research,the variational modal decomposition(VMD)method is introduced into the bolt detection signal analysis. On the basis of morphological filtering(MF) and the VMD method,a VMD-combined MF principle is established into a bolt detection signal analysis method(MF-VMD). MF-VMD is used to analyze the vibration and actual bolt detection signals of the simulation. Results show that MF-VMD effectively separates intrinsic mode function,even under strong interference. In comparison with conventional VMD method,the proposed method can remove noise interference. An intrinsic mode function of the field detection signal can be effectively identified by reflecting the signal at the bottom of the bolt.     

谐波信号的通用频谱校正算法在回转机械监测中的应用

分析了常规FFT谱由于能量泄漏和栅栏效应,不能获得简谐振动信号精确幅值、频率和相位的原因。针对现有校正频谱方法的不足,提出了基于黄金分割的通用频谱校正算法。经仿真实例验证,该方法具有计算量小、校正精度高、适应面广的特性。经过回转机械启动实例分析,该方法能得到准确的临界转速、升速曲线和幅频响应曲线,为回转机械的瞬态行为分析提供了新的手段。     

基于ELMD与改进SMSVM的机械故障诊断方法

机械振动信号携带大量重要的机械状态信息,然而机械故障振动信号在复杂工作状态下通常呈现非平稳、非线性特性。因此,从振动信号抽取和选择有效的机械故障特征、提高故障识别性能,成为机械故障诊断研究的热点。针对上述问题,本文提出了基于集成局部均值分解(Ensemble local means decomposition,ELMD)与改进的稀疏多尺度支持向量机(Sparse multiscale support vector machine,SMSVM)的机械故障诊断方法。该方法首先使用自适应非线性、非平稳信号处理方法 ELMD把多模态调制故障信号分解成为多个单模态解调信号,有效地增强了故障特征。把压缩感知和多尺度分析技术融合于故障模式分类中,提出改进SMSVM旋转机械故障识别方法,提高多类机械微弱故障数据模式识别性能。该方法融合稀疏表示、多尺度分析和SVM的优点,无需求解复杂的优化问题,易于推广至更多尺度SVM,具有计算量少、泛化性与鲁棒性好、物理意义明显等优点。人工数据和实验设备数据验证了本文算法的优越性。     

一维与二维信号的快速内插算法

一维信号的快速内插在语音处理、数字波束形成、雷达实时仿真等方面有重要应用。图象处理中则常需对二维信号进行内插。文中首先提出了一种利用ＦＦＴ的一维信号内插的子序列算法。去除了Ａｄａｍｓ算法的额外补偿项ｅｒ（ｍ）与其他冗余运算，所需实乘数只有Ａｄａｍｓ算法的２０％左右，实加数约为Ａｄａｍｓ算法的３０％。然后本文又提出了一种基于子序列ＦＦＴ的二维信号快速内插算法。该算法不仅解决了Ｓａｔｈｙａｎａｒａｙａ     

弹载SAR信号处理及其硬件实现

针对空对舰导弹的情况，研究一种将合成孔径雷达技术用于弹戴制导雷达的方案，以提高其横向分辩率，实现对舰船目标的成象。弹载ＳＡＲ采用的一是一种聚束照射成象模式，通过站偿，可以转化为转台成象。     

Wideband Signal Detection Based on MWC Discrete Compressed Sampling Structure

In order to solve the cross-channel signal problem caused by the uniform channelized wideband digital receiver when processing wideband signal and the problem that the sensitivity of the system greatly decreases when the bandwidth of wideband digital receiver increases,which both decrease the wideband radar signal detection performance,a new wideband digital receiver based on the modulated wideband converter(MWC)discrete compressed sampling structure and an energy detection method based on the new receiver are proposed.Firstly,the proposed receiver utilizes periodic pseudo-random sequences to mix wideband signals with baseband and other sub-bands.Then the mixed signals are low-pass filtered and downsampled to obtain the baseband compressed sampling data,which can increase the sensitivity of the system.Meanwhile,the cross-channel signal will all appear in any subbands,so the cross-channel signal problem can be solved easily by processing the baseband compressed sampling data.Secondly,we establish the signal detection model and formulate the criterion of the energy detection method.And we directly utilize the baseband compressed sampling data to carry out signal detection without signal reconstruction,which decreases the complexity of the algorithm and reduces the computational burden.Finally,simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed receiver and show that the proposed signal detection method is effective in low signal-to-noise ratio(SNR)compared with the conventional energy detection and the probability of detection increases significantly when SNR increases.     

Weak GPS L1 Signal Acquisition Based on BPDC

It is difficult to achieve accurate acquisition of weak global positioning system（GPS） signals with traditional methods. A weak signal acquisition strategy based on block processing and differentially coherent （BPDC） is put forward after analyzing the advantages and disadvantages of coherent and non-coherent integration algorithms. Code phase parallel search of the pre-coherent integration is conducted by using fast Fourier transform（FFT）, and the results are then differential coherent processed and block processed. BPDC method reduces computation cost compared with coherent and non-coherent（CNC） algorithm. The performance of the two algorithms is also compared based on simulated signals. The result shows that the noise suppression effect of BPDC algorithms is superior to that of traditional CNC algorithm, and the superiority of BPDC is more apparent with the reduction of carrier to noise ratio （CNR）. In the case that the pre-coherent integration length is 4 ms and CNR is reduced to 28 dB-Hz, CNC algorithm cannot yet acquire signal correctly while BPDC has well acquisition performance. Therefore, for weak GPS signal acquisition, BPDC algorithm can acquire the signal with lower CNR and has better acquisition property.     

滚动轴承故障诊断的频谱分析技巧

本文主要介绍旋转机械中滚动轴承故障诊断的实用技巧,采用振动分析方法,通过监测滚动轴承的振动状态,采集振动信号波形进行频谱分析,从而合理安排关键设备的预防维修计划,避免因突发性设备故障所造成的经济损失,确保生产的顺利进行。     

撞击流混合器内速度脉动的间歇性分析

应用激光多普勒测速仪(LDA),对撞击流混合器的流场速度进行了实验测量.利用小波变换模极大值方法与分形理论结合,对撞击流混合器撞击区的速度脉动信号进行多重分形分析,计算其轴向和径向速度信号的间歇性指数,并与相关流动特性进行关联分析,探讨撞击流混合器撞击区非线性、非均匀性和混沌特性机理.通过分析同一转速不同位置和同一位置不同转速下的信号得出:撞击流混合器内部流体流动具有多重分形的特性,通过间歇性参数随位置变化出现的最低拐点可以判断混合器内部流体运动特征,得出流型的转变区域;转速对撞击区的影响大于对回流区的影响.为揭示撞击流混合器的流动机制提供了一种新的方法.     

Real-Time Electrostatic Monitoring of Wear Debris for Wind Turbine Gearbox

Engineering practice has shown that early faults of gearboxes are a leading maintenance cost driver that can easily lower the profit from a wind turbine operation.A novel oil-lubricated electrostatic monitoring of wear debris for a wind turbine gearbox is presented.The continuous wavelet transform(CWT)is used to eliminate the noises of the original electrostatic signal.The kurtosis and root mean square(RMS)values of the time domain signal are extracted as the characteristic parameters to reflect the deterioration of the gearbox.The overall tendency of electrostatic signals in accelerated life test is analyzed.In the eighth cycle,the abnormal wear in the wind turbine gearbox is detected by electrostatic monitoring.A comparison with the popular MetalScan monitoring is given to illustrate the effectiveness of the electrostatic monitoring method.The results demonstrate that the electrostatic monitoring method can detect the fault accurately.     

基于EE MD气液两相流差压信号时频分析

为研究气液两相流流动过程的动态特性,采用V形内锥作为测量装置,通过高频差压变送器获得不同流型下的动态信号,提出了一种基于总体平均经验模式分解(EEMD)的气液两相流时频分析方法。通过对不同流型下的气液两相流的差压信号进行分析,研究了气液两相流的流动机理,为气液两相流流型及流量的准确测量奠定理论基础。分析发现EEMD的抗混分解能力很好,可以准确地提取两相流差压信号的频率成分及其时变情况,为今后两相流的识别提供理论基础,具有较高的工程应用价值。     

复合材料结构健康主动监测中激励信号的优化

利用L am b波频散方程及其数值求解得到的频散曲线,对L am b波模式及激励信号中心频率范围进行预测。建立了试验测试系统,利用集成在复合材料层合板上的PZT压电陶瓷片作为驱动器和传感器,激励并接收结构中激发的L am b波信号。对具有不同函数形式、中心频率和波峰数的信号激励,结构中传播的L am b波模式进行试验研究,为激励信号的选择与优化提供依据。利用H ilbert-Huang变换及H ilbert谱提取传感器信号特征,提出了L am b波信号在结构中传播时的能量衰减率和损伤敏感度两个考察指标,并据此对激励信号进行优化。实验结果表明,优化后的激励信号在结构中能激发出单一模式的L am b波(S0模式),有效地抑制了多模式现象的出现。同时,激发出的L am b波具有最低的能量衰减和最高的损伤灵敏度,响应信号特征明显,便于损伤识别。     

基于区域的GLRT车辆目标检测方法

基于合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)图像的地面车辆目标自动检测是一项重要的SAR军事应用研究。提出一种基于区域的广义似然比法(Generalized likelihood ratio test,GLRT)的目标检测方法,该方法将GLRT目标检测理论与图像分割技术相结合。首先利用普通图像常用的分割聚类方法从SAR图像场景中粗略地分离出陆地杂波区域和目标潜在区域。然后根据分割结果,分别对两区域数据建立合理的统计模型。最后在背景和目标统计特性都已知的情况下,采用GLRT目标检测方法对目标潜在区域的像素点进行逐一检测,获得更为精确的检测结果。对实际SAR数据处理的结果表明,该方法能有效地从陆地场景中检测出地面车辆目标,且具备一定的精确性和快速性。     

可扩展机载SAR信号处理机的研究

合成孔径雷达（SAR）信号处理的数据量和计算量都很大，对信号处理机来说是一个巨大的挑战。可扩展的信号处理机可以提供给处理机一种较好的持续性能，但处理机的扩展性会因硬件结构和软件规划的不同而呈现出不同的效果，必须从硬件和软件多方面作综合考虑。本文从任务规划、数据传输模式和处理单元的拓扑结构等三方面对可扩展实时并行SAR信号处理机进行了分析研究。提出一种可扩展实时并行SAR信号处理机方案。该方案基于DSP、通用计算机和实时Linux操作系统，具有通用性、可扩展性、可编程性和可实现性，较好地平衡了处理机性能与灵活性之间的矛盾。     

基于时间序列数据挖掘的旋转机械故障预报

提出一种基于时间序列数据挖掘的故障预报新方法。把故障前兆因子作为一种暂态,根据旋转机械轴承振动的实验数据建立时间序列．利用时延嵌入的方法重构状态空间,在状态空间中使用遗传算法搜寻最优暂态束．组成暂态集。用暂态集对旋转机械轴承振动的测试数据进行分析．判断是否为故障前兆因子．从而实现故障预报。     

基于探针管路动态修正的压气机动态总压测试

为方便安全地获取压气机内部多点动态总压信号,采用气动探针将测点压力引出,并通过动态修正还原测点处的压力信号。利用爆破气球装置产生的向下阶跃输入信号和探针响应输出信号,辨识得到探针管路的离散传递函数模型,以此来修正测量信号,获得测点真实压力。所用标定方法能够实现1000Hz以内信号的动态修正,探针信号经过修正后能够消除相位延迟,且管路谐振效应对信号的放大作用显著减小。压气机动态总压测试结果表明:随着进气流量的减小,转子进口叶片通过频率信号幅值逐渐增大,静子出口宽频扰动增强,在近失速点宽频扰动最大;压气机突尖型旋转失速先兆首先出现在转子叶片前缘叶顶附近,而后向叶根方向迅速扩展,并形成全叶高范围的旋转失速团,完全发展的失速团传播速度约为30%转子转速。     

自适应滤波前馈控制器实现智能旋翼振动的实时控制

主要研究目的是寻求利用智能旋翼概念，将自适应随波前馈控制器应用于直升机旋翼的主动实时振动控制的可行性研究，但自适应控触所需参考信号在实际应用中往往难以获得。本提出利用旋转变压器拾取直升机桨叶旋转信号作为参考信号来解决这一问题。为了实现旋转桨叶和机体之间的双向多路信号的可靠传输，以组成智能旋翼闭环控制系统，本提出了一种非接触信号传输方法，并进行了实时振动控制试验，以验证控制策略、信号传输方法和智能旋翼概念．最后，根据试验结果，讨论了进行高效控制应当如何选择控制参数问题．     

Operational Mode Identification Based on Sliding Time Window Method and Eigensystem Realization Algorithm

The identification result of operational mode is eurychoric while operational mode identification is investigated under ambient excitation,which is influenced by the signal size and the time interval. The operational mode identification method,which is based on the sliding time window method and the eigensystem realization algorithm(ERA),is investigated to improve the identification accuracy and stability. Firstly,the theory of the ERA method is introduced. Secondly,the strategy for decomposition and implementation is put forward,including the sliding time window method and the filtration method of modes. At last,an example is studied,where the model of a cantilever beam is built and the white noise exciting is input. Results show that the operational mode identification method can realize the modes,and has high robustness to the signal to noise ratio and signal size.     

N元自适应模式识别系统开发工具

N元模式识别方法是一种易于硬件并行实现的自适应模式识别方法。单层自适应模式识别系统(WISARD)、加权WISARD、双层自适应模式识别系统模型都是以这一方法为基础的。本文论述的N元自适应模式识别系统开发工具——NIRSS就是为这些模型体系结构的仿真及应用研究而开发的。它可以仿真现有的4种模型,共有7种工作方式,23个功能模型,97条人机交互命令。有关上述模式识别系统结构的研究以及多印刷体汉字、手写体汉字的识别、自适应图像处理的应用研究都是在该软件包上进行的。实际应用表明,这是一种使用方便、功能丰富的有效开发工具。     

线性预测数据外推超分辨雷达成像

距离—多普勒成像雷达的距离分辨力和横分辨力分别取决于发射信号的有效带宽和目标相对于雷达视线(RLOS)在相于处理区间内的转角。本文研究线性预测数据外推离散傅里叶变换(LPDEDFT)超分辨成像方法,旨在突破普通的FFT距离多普勒处理的限制,提高距离—多普勒成像雷达的分辨力。LPDEDFT在概念上和计算上都比较简单,分两步进行,先用线性预测方法把观测数据外推到观测窗之外,然后对外推过的数据进行普通的离散傅里叶变换。文中给出了B—52飞机缩比金属模型微波暗室转台实测数据和飞行中的Boeing-727飞机外场实测数据的成像结果。LPDEDFT与普通的傅里叶方法相比,在相同信号带宽和目标总转角的条件下可以得到更高的图像分辨力,或者可以用较小的信号带宽和目标总转角获得相同质量的图像。