基于随机共振的齿轮箱早期故障诊断研究

随机共振在微弱故障诊断中相对线性系统具有明显优势，能显著增强信号的信噪比。将随机共振与共振解调相结合来检测齿轮箱的早期裂纹故障，首先通过带通滤波选取共振频带，然后通过Hilbert进行解调，最后采用归一化方法调节随机共振的系统参数得到故障特征输出。对仿真信号和QPZZ Ⅱ齿轮故障系统实测数据的处理结果表明，该方法与传统共振解调相比具有明显优势，为齿轮箱故障诊断提供了一种更为有效的途径。     

AM型随机共振模拟电路的滚动轴承微弱故障检测性能研究

随机共振理论广泛应用于信号检测中,尤其在滚动轴承微弱故障检测中极其重要。但是对滚动轴承微弱故障检测性能的定量评价问题未做深入研究。在传统随机共振理论的基础上设计了基于调幅(Amplitude Modulation,AM)信号的改进型双稳态随机共振电路,通过Multisim仿真验证了该电路不仅可以实现对大参数故障信号进行故障诊断,还可以有效地削弱直流量的影响,实现滚动轴承微弱故障信号的检测。除此之外,还分析了不同强度噪声对微弱故障检测的影响,以及输入参数变化对电路输出的影响规律,为随机共振电路在滚动轴承微弱故障检测的实际工程应用提供了可靠的科学依据。     

基于自适应随机共振的轴承故障诊断研究

针对集总经验模式分解法很难作出非稳态条件的轴承故障诊断,提出一种自适应随机共振的轴承故障诊断方法.研究以非对称阱宽势函数取代对称双稳态势函数,借助左势阱宽变化以实现布朗粒子跃迁的有效控制;以非对称阱宽诱导随机共振系统输出信号的信噪比作为量子遗传算法的适应度函数,获得最优的非对称阱宽随机共振系统,实现轴承早期故障特征信号的增益和提取.仿真及轴承故障试验显示,研究可以增益和提取强背景噪声下的微弱故障特征频率信号,实现电机驱动端轴承的故障诊断,增益性能优于集总经验模式分解方法.     

调幅信号对具有量子噪声实虚部关联的饱和激光模型信噪比的影响

在调幅信号的影响下,用线性化近似方法研究了实虚部关联的量子噪声及泵噪声驱动的饱和激光模型的输出功率谱及信噪比.通过计算机数据计算及作图,具体讨论了系统随信号频率、量子噪声实虚部关联度λq、泵噪声强度等变化产生的随机共振现象.结果表明系统在λq=0处出现共振现象,虽然调制信号对系统产生了显著的影响,但由于量子噪声和泵噪声的零关联,系统随其他参数变化时没有随机共振现象.     

色噪声作用下线性系统的随机共振

研究了当系统的固有频率和激励信号受色噪声作用时,过阻尼二阶线性中的随机共振现象。通过线性系统理论和相关删去法方法,得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。系统平均输出幅度增益是色噪声的强度和相关率以及激励信号的频率的非单调函数,适当的噪声参数和系统参数可以使噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益;通过改变噪声参数和系统参数可以提高系统的输出幅度增益。该方法适用于色噪声环境中线性系统的微弱信号检测。     

利用伪随机信号系统辨识钻柱系统

用白噪声信号作为输入信号对钻柱系统脉冲响应进行辨识。研究了伪随机信号的特征及伪随机信号产生的方法,得出了用伪随机信号代替白噪声信号辨识钻柱系统脉冲响应的结论。结合输入信号和输出信号,利用钻柱系统的脉冲响应,讨论了钻柱的临界转速、钻柱共振、钻柱与井壁之间的相互作用、所钻地层岩性等钻井工程问题。     

基于随机共振的微弱高频CW信号检测技术研究

针对强噪声背景下基于时频分析的高频CW信号检测算法性能严重下降,提出一种基于非线性双稳随机共振的微弱CW信号检测方法。该方法将CW信号调制到低频端,借助随机共振模型进行滤波,再进行WVD变换与Hough变换,从而将CW信号的检测问题转换为参数空间(ρ,θ)的峰值检测问题。实验结果表明,该方法能够在强噪声背景下有效提取CW信号,可用于指导高频CW电报自动接收设备的研制。     

RC串联电路的随机共振

研究了时间常数受非对称双值色噪声扰动的RC串联电路的随机共振现象。利用随机平均法和Shapiro-Loginov公式,得到了平均输出幅度增益的精确表达式。分析表明,平均输出幅度增益是噪声的强度、自相关率和非对称性参数的非单调函数,适当的噪声参数和系统参数可以使平均输出幅度增益取得最小值,输出幅度增益关于噪声非对称性和相关速率的函数的最小值不随信号频率的变化而变化。     

具有乘性噪声的线性振荡器的随机共振

研究了具有乘性色噪声的过阻尼线性振荡器的随机共振现象。基于线性系统理论,得到了系统输出幅度增益的精确表达式。讨论了乘性噪声的强度、自相关速率以及振荡器参数对输出幅度增益的影响。研究表明,输出幅度的增益是色噪声的强度和相关速率以及激励信号频率的非单调函数。而且,适当的噪声参数和振荡器参数可以使噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益。     

闭环控制DC/DC变换器带恒功率负载的稳定性研究

恒功率负载(CPL)呈现负阻抗特性,成为系统不稳定的诱因。当前的稳定性研究以小信号分析为主,是基于平衡点附近的线性化分析,不能在大范围内揭示动态特性,而当前基于大信号稳定性的研究主要以开环为主,闭环控制型的电力电子装置尚未过多的涉及。本文以电压电流双闭环控制的BUCK变换器为研究对象,内外环均选用PI控制器,建立大信号平均模型,列写系统的混合势函数,得到大信号稳定的充分条件;进一步利用这一条件设计系统参数,得到渐进稳定域;并通过构造能量函数,利用Lyapunov稳定性判据验证了稳定域的存在性。最后通过仿真验证了所求稳定运行条件的合理性。     

van der Pol滞后系统在多频激励作用下的动力学分析

利用多尺度法分析了van der Pol多频激励滞后非线性系统的一类组合共振，得到了该系统组合共振解的振幅。研究表明该组合共振解为一种叉型分岔，并分析了其定常解的稳定性。运用奇异性理论分析了该系统的振幅对多频激励滞后幅值分岔响应曲线及原系统参数对开折参数的影响。     

分数阶平方阻尼Mathieu振子的动力学分析

研究了谐波激励下分数阶平方阻尼Mathieu振子的主共振。首先采用多尺度法得到了主共振的近似解析解，利用数值方法验证了近似解的准确性。然后建立了系统定常解的幅频曲线方程，基于Lyapunov第一方法得到了稳态响应的稳定性条件，分析了强迫主共振和参激共振下系统特有的幅频特性。最后通过数值仿真研究了分数阶微分项对系统幅频特性的影响。结果表明，利用分数阶微分项系数和阶次能对系统响应幅值和振动频率等形成一种双重调节，可有效改善系统幅频特性。     

三个激励作用下滞后非线性系统的组合共振及分叉

利用多尺度法研究了三个频率激励下滞后非线性系统的组合共振，得到了该系统产生的组合共振解的振幅和频率。研究结果表明幅频曲线转折点出现鞍结分叉。还研究了各种系统参数对组合共振振幅的影响。最后用数值仿真验证了本文结论的正确性。     

误码率与随机共振

用Maltab语言的Simulink软件，构成一面向结构，而且可以定量分析非线性双稳系统随机共振现象的计算机仿真实验系统，并对输入字符串信息的符号误码率随噪声振幅变化的实验数据进行了拟合，验证了非线性系统特有的随机共振现象的存在。     

多频激励作用下滞后非线性系统的超谐共振和亚谐共振

研究了一类滞后非线性系统在多频激励下的超谐共振和亚谐共振。利用平均法得到了系统的超谐共振和亚谐共振的一次近似解，并且研究了各种参数对近似解的幅频曲线的影响，发现超谐共振幅频曲线转折点出现鞍结分岔，而亚谐共振的幅频曲线为叉形分岔。研究结果为工程中这一类系统的分析和控制提供了理论依据。     

电信号频谱分析的实验模拟

频谱特性是动态信号的基本特征之一，同时频谱分析也是信号处理学习中非常重要的一部分。通过数据采集系统（cobra3）及虚拟软件系统实现对已知信号的频谱分析。实验中通过调节信号的相关参数来研究频谱的变化情况，形象直观的了解各种信号的频谱特征。     

车辆双磁流变阻尼器座椅悬架的建模及控制

采用双磁流变阻尼器提高车辆半主动座椅悬架的减振效果,建立了包括变阻尼Vogit单元、附加调节质量和弹簧的串联支路和可变阻尼并联构成的3自由度半主动座椅悬架模型。推导了该模型的动力学方程,进一步采用改进的Bouc-Wen模型建立了磁流变阻尼器的数学模型。根据悬架动力学方程给出了基于分层的控制策略,在Simulink中搭建了相应仿真模型,取人体易发生共振的3个频率信号以及随机激励信号进行测试。仿真结果表明:所提出的半主动悬架机构及其控制策略具有较好的减振效果,为半主动悬架的设计和控制提供了参考。     

双频激励下高温超导改进型悬浮架系统的混沌运动研究

为研究高温超导钉扎悬浮列车改进型悬浮架系统的非线性振动行为，探索系统参数和运行参数对其混沌运动的影响，基于冻结镜像模型提出了一种等效处理高温超导体的方法，利用实验数据验证了该方法的正确性，使用该方法得到改进型悬浮架系统的悬浮力数据，采用三次多项式函数拟合数据构建悬浮力经验公式的数学模型。基于该模型建立系统的运动微分方程，使用Melnikov方法求解系统的混沌阈值，研究系统参数与运行参数对混沌阈值的影响，给出系统避免发生混沌运动的参数可行域和方法，以及双频激励下不发生联合共振时两激励频率应满足的关系。     

复杂转子系统特征值问题的随机摄动分析

在实际工程中转子系统的参数往往具有不确定性,为了更好地对转子系统的稳定性、可靠性和故障诊断等方面 进行研究,正确分析随机参数对转子系统振动特性的影响已经成为不可忽视的问题。文章使用随机摄动传递矩阵方法 研究复杂转子系统的随机特征值问题,计算分析了中介轴承随机参数对双转子系统阻尼特征值的影响,将计算结果与 Monle Carlo随机模拟法的计算结果比较,验证了随机摄动传递矩阵方法的可靠性和实用性。该随机摄动分析方法可以 应用在研究随机参数对转子系统动力学特性和响应影响的计算分析中。     

基于共振解调模拟电路的滚动轴承早期故障检测性能研究

共振解调模拟电路是滚动轴承故障诊断中最常用的技术之一,但是其故障检测性能的定量评价研究尚未见报导。因此,分别以正弦调制和脉冲调制所构造的故障轴承振动加速度信号为电路输入,定量分析了共振解调电路在不同信噪比条件下的故障检测性能,并研究了电路中的关键设计参数——[WTBX]带通滤波器品质因数Q[WT]的调制规律,为共振解调模拟电路在轴承早期故障检测的实际工程应用提供了可靠的科学依据。