基于自适应层数分解的小波变换滤除冲击信号 被引量：8

1

作者 王锴 刘志国 +3 位作者 刘刚 易龙涛 陈曼 彭诗棋 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期65-71,共7页

针对掺杂在冲击信号中的微弱振动信息被淹没的问题,提出了一种基于小波变换滤除冲击信号提取微弱振动信号的方法.该方法采用自适应层数分解的小波变换分析原理,根据冲击信号特征,合理选择小波基,对冲击信号进行分析滤除.为获得较好的滤... 针对掺杂在冲击信号中的微弱振动信息被淹没的问题,提出了一种基于小波变换滤除冲击信号提取微弱振动信号的方法.该方法采用自适应层数分解的小波变换分析原理,根据冲击信号特征,合理选择小波基,对冲击信号进行分析滤除.为获得较好的滤除效果,针对分解层数的自适应性,提出了一种分解层数的自适应确定方法.对含有冲击干扰的微弱标准信号进行数值模拟,对含有冲击干扰的微弱金刚砂振动信号进行实测分析.结果表明该方法能自适应性地确定小波分解层数,并有效滤除冲击提取被淹没的微弱振动信号. 展开更多

关键词 冲击 振动 小波变换 频率分析

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基于小波包的经验模态分解法的研究及应用 被引量：12

2

作者 刘小峰 秦树人 柏林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1201-1204,共4页

针对多频信号经验模态分解中的模态混成现象,提出了一种经验模态分解与小波包分解相结合的新方法。经验模态分解方法基于信号的局部特征时间尺度,把复杂的信号函数分解为有限的固有模态函数之和。利用最小Shannon熵准则,对出现混成模态... 针对多频信号经验模态分解中的模态混成现象,提出了一种经验模态分解与小波包分解相结合的新方法。经验模态分解方法基于信号的局部特征时间尺度,把复杂的信号函数分解为有限的固有模态函数之和。利用最小Shannon熵准则,对出现混成模态的固有模态函数进行小波包分解,并根据小波包分解后各频带信号的频率分布特征,选择能量比重较大的频带信号进行重构,将重构信号作为新的固有模态函数分量。仿真信号和齿轮箱故障实测数据表明,新方法能将不同的频率成分提取出来,从而提高了经验模态分解的分解能力。 展开更多

关键词 经验模态分解 小波包 固有模态函数 最优小波基

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基于自适应时频分解的瞬态冲击信号提纯 被引量：5

3

作者 刘小峰 柏林 秦树人 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期166-170,177,共6页

在分析非平稳振动信号中瞬态冲击信号和平稳振动信号各自特点的基础上,发展了新的提纯机械故障冲击成分的信号处理方法。首先选择Chirplet基函数将被分析信号自适应展开,得到噪声抑制,高分辨率且无交叉干扰项的自适应时频谱,然后分别使... 在分析非平稳振动信号中瞬态冲击信号和平稳振动信号各自特点的基础上,发展了新的提纯机械故障冲击成分的信号处理方法。首先选择Chirplet基函数将被分析信号自适应展开,得到噪声抑制,高分辨率且无交叉干扰项的自适应时频谱,然后分别使用了两种方法从自适应时频谱中恢复出瞬态冲击分量。一种是采用振动冲击信号模型的时频分布去逼近时频滤波后的冲击分量时频分布,继而借助信号模型重构出冲击分量;另一种是根据冲击信号的Chirplet基函数的参数表达特征,直接选择所需基函数对冲击分量进行重构。最后,采用这两种方法分别对齿轮和轴承的故障信号进行分析,分析结果验证了这两种方法对瞬态冲击信号提取都非常有效,在机械故障诊断中有很大的参考价值。 展开更多

关键词 自适应时频分解 CHIRPLET 时频滤波 瞬态冲击 信号提纯

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时频相关匹配法在信号提纯中的应用 被引量：1

4

作者 刘小峰 李慧 +1 位作者 柏林 彭永金 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期31-36,共6页

非平稳信号与噪声之间存在较强的时频耦合,这使得经典的消噪方法难以实现信噪的有效分离。在分析短时傅里叶变换(STFT)、Wigner Ville时频分布(WVD)、Chirplet时频变换三大时频变换方法的理论基础上,提出了一种采用时频相关匹配进行非... 非平稳信号与噪声之间存在较强的时频耦合,这使得经典的消噪方法难以实现信噪的有效分离。在分析短时傅里叶变换(STFT)、Wigner Ville时频分布(WVD)、Chirplet时频变换三大时频变换方法的理论基础上,提出了一种采用时频相关匹配进行非平稳信号噪声抑制的算法。该算法将信号的WVD作为模版与STFT能量谱分布互相关处理,得到无交叉项干扰且具有较高时频分辨率的信号时频二维谱(简称为自谱窗WVD)。采用二维最小二乘拟合方法将被分析信号中的有用成分匹配成Chirplet基函数,并将其提取出来进行重构,达到信号提纯的目的。仿真结果表明,只需在自谱窗WVD的基础上进行次数不多的基函数匹配,就能将非平稳信号中的有用成分与噪声分离。应用结果也验证了经过提纯后的齿轮故障脉冲出现的平均周期与相应的故障特征频率吻合较好。 展开更多

关键词 时频分析 噪声抑制 时频相关 基函数匹配 交叉项干扰

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复小波分解联合SVD提取振动信号非平稳特征 被引量：11

5

作者 赵玲 刘小峰 娄路 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期672-676,797,共5页

针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,提出了一种基于奇异值分解的最优小波解调技术。首先,采用小波变换的最小Shannon熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中;其次,对常规小波参数选择方法进行... 针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,提出了一种基于奇异值分解的最优小波解调技术。首先,采用小波变换的最小Shannon熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中;其次,对常规小波参数选择方法进行了改进,利用奇异值分解技术对最优小波变化尺度进行了迭代搜索。该方法可以很好地降低噪声信号,有效提取信号中的周期成分,具有较好的瞬态信息提取能力。试验结果也表明了该方法在齿轮箱故障特征提取中的重要性以及降噪方法的有效性。 展开更多

关键词 奇异值分解 连续小波变换 参数选择 特征提取

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小波域的冲击能量相关技术及其应用 被引量：5

6

作者 刘小峰 秦树人 张开飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期129-134,共6页

针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术。首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波... 针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术。首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波系数的Teager瞬时能量。在此基础上,利用峭度和循环统计量对不同尺度上的小波Teager能量序列进行尺度筛选,确定能量序列进行尺度积分区间。最后,结合能量序列的时域相关运算,提取出冲击信号的发生周期或频率。结果表明:该方法能降低常规小波尺度能量相关法的误判率,而且在强噪声干扰下能准确地提取出弱冲击信号的发生频率,对旋转机械故障作出准确的判断。 展开更多

关键词 连续小波变换 TEAGER能量算子 小波尺度能量谱 冲击周期 故障诊断

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高强钢热冲压中的保压时间效应实验 被引量：3

7

作者 王敏 张春 +1 位作者 肖海峰 李兵 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期88-93,共6页

高强钢热冲压中的保压淬火时间对成形质量和生产效率有重要影响。文章通过高强钢U形梁连续热冲压实验,揭示保压时间和冲压周期数对成形质量的影响规律。结果表明,在该文实验条件下,随冲压周期数增加,U形梁两侧面的负回弹角增大,力学性... 高强钢热冲压中的保压淬火时间对成形质量和生产效率有重要影响。文章通过高强钢U形梁连续热冲压实验,揭示保压时间和冲压周期数对成形质量的影响规律。结果表明,在该文实验条件下,随冲压周期数增加,U形梁两侧面的负回弹角增大,力学性能下降;连续冲压5次后,成形质量趋于稳定。随保压时间的增加,U型梁两侧面的回弹角均为较小负值且呈渐缓的减小趋势;各部位均获得了较充分的板条马氏体组织;氧化脱碳层深度和维氏硬度变化不明显;抗拉强度、屈服强度和延伸率总体呈缓慢增大趋势;U型梁底面和两侧面的金相组织、氧化脱碳层深度和力学性能无明显差异。 展开更多

关键词 高强钢 热冲压 保压时间 回弹 力学性能

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瞬频特征的谐波小波域提取与应用 被引量：4

8

作者 柏林 董鹏飞 刘小峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期131-135,149,共6页

为了能精确提取出复杂信号中特征分量的瞬频特征,提出了谐波小波域内的分量瞬频估计方法。该方法首先在分析谐波小波变换的基本原理及其优良特性的基础上,对谐波小波进行加窗光滑处理,改善了谐波小波的时域衰减特性。然后,针对在传统瞬... 为了能精确提取出复杂信号中特征分量的瞬频特征,提出了谐波小波域内的分量瞬频估计方法。该方法首先在分析谐波小波变换的基本原理及其优良特性的基础上,对谐波小波进行加窗光滑处理,改善了谐波小波的时域衰减特性。然后,针对在传统瞬频估计方法的不足之处,将线性回归、自适应滤波、曲线平滑、重采样等方法应用到瞬时相位函数的处理中,提高了瞬时频率特征的提取精度。最后,通过仿真实验与工程实践验证了该方法在信号分量瞬频特征提取中的可行性与有效性。 展开更多

关键词 瞬频特征 谐波小波包 相位估计 故障诊断

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超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺设计及优化 被引量：6

9

作者 张旭 周杰 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期77-81,共5页

安装在车门内的防撞梁是提高轿车侧碰撞安全性的关键部件,国外高安全性轿车都采用超高强度钢板制造防撞梁,但超高强度钢板成形困难,普遍采用成本高的加热成形方法。笔者介绍了采用有限元分析软件Dynaform对某高级进口型轿车超高强度钢... 安装在车门内的防撞梁是提高轿车侧碰撞安全性的关键部件,国外高安全性轿车都采用超高强度钢板制造防撞梁,但超高强度钢板成形困难,普遍采用成本高的加热成形方法。笔者介绍了采用有限元分析软件Dynaform对某高级进口型轿车超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺过程进行模拟仿真,并优化成形工艺,主要研究了温度对超高强度板内部组织变化起的作用。通过模拟和实际对比研究工艺补充面对零件成形及回弹的影响,并设置凸顶得到了优化的工艺型面,为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。 展开更多

关键词 超高强度钢 保险杠 数值模拟 工艺优化 热成形 回弹控制

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谐波小波解调法在齿轮箱故障诊断中的应用 被引量：3

10

作者 刘小峰 彭永金 李慧 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期15-20,共6页

在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小... 在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小波包分解层数与所需提取的频带带宽;通过傅里叶变换及其反变换提取出相应的特征啮合分量,然后借助Hilbert算子对提取出的啮合分量进行包络解调分析。采用这种方法对存在磨损及点蚀故障的齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明,基于谐波小波包的包络解调法具有精确提取任意频段调制信息的能力,能够为齿轮箱故障源的准确定位及故障程度提供可靠的判断依据。 展开更多

关键词 谐波小波 HILBERT变换 故障诊断 频带分解 包络解调

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凹模圆角半径对高强钢板热成形破裂行为影响的数值模拟 被引量：2

11

作者 王敏 张春 +2 位作者 肖海峰 李兵 奚建胜 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2017年第6期75-78,共4页

以汽车热成形件的典型特征结构——U形梁为研究对象,将高温破裂准则与数值模拟相结合,对BR1500HS钢板在热成形中的高温破裂现象进行了预测,分析了凹模圆角半径R对该钢板破裂行为的影响。结果表明:高强钢热成形破裂预测模型预测得到的破... 以汽车热成形件的典型特征结构——U形梁为研究对象,将高温破裂准则与数值模拟相结合,对BR1500HS钢板在热成形中的高温破裂现象进行了预测,分析了凹模圆角半径R对该钢板破裂行为的影响。结果表明:高强钢热成形破裂预测模型预测得到的破裂位置与试验结果吻合良好,凸模温度的预测值与实测值的相对误差在10%以内,该模型可靠性高;随着R增大,板料起裂时间延长;起裂均位于U形梁一端的侧壁,但起裂位置沿高度方向有差异;板料破裂均沿U形梁纵向扩展,R为2,6.5mm时在U形梁另一端侧壁处发生了二次破裂,破裂易发生在靠近较小半径模具圆角的U形梁侧壁。 展开更多

关键词 高强钢 热成形 破裂 圆角半径 数值模拟

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复解析最优小波解调法 被引量：2

12

作者 刘小峰 张开飞 赵玲 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期741-745,860-861,共5页

针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,结合基于复解析小波变换的信号分量的包络幅值提取原理,提出了一种基于峭度和平滑指数的最优小波解调技术。首先,采用连续小波变换谱的能量熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分... 针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,结合基于复解析小波变换的信号分量的包络幅值提取原理,提出了一种基于峭度和平滑指数的最优小波解调技术。首先,采用连续小波变换谱的能量熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中;其次,对常规小波峭度计算法进行改进,结合平滑指数对最优小波变化尺度进行迭代搜索;最后,针对解调谱线繁杂密集无法分辨的问题,采用频谱细化的方法提高了复解析小波解调谱的频谱精度。应用试验结果表明,该复解析最优小波解调方法较传统的解调方法,可以更加准确有效地提出齿轮箱复杂信号中的微弱故障特征。 展开更多

关键词 连续小波变换 能量熵 谱峭度 平滑指数 故障诊断

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时频二维逼近及在故障分量提取中的应用

13

作者 刘小峰 柏林 赵玲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期173-177,193,共6页

机械故障信号通常是具有非线性时频关系多分量信号,其频谱占有较宽的频带,且各分量的频谱常常相互交叠,给故障诊断带来了很大的障碍。在传统信号分解的基函数线性逼近方法和时频重排的基础上,提出了基于时频二维逼近的信号分量提取方法... 机械故障信号通常是具有非线性时频关系多分量信号,其频谱占有较宽的频带,且各分量的频谱常常相互交叠,给故障诊断带来了很大的障碍。在传统信号分解的基函数线性逼近方法和时频重排的基础上,提出了基于时频二维逼近的信号分量提取方法。该方法对所要提取的特征分量进行参数建模,并计算出分量模型的时频函数以及多分量信号的重排时频分布;然后采用模型的时频函数拟合逼近原始信号的时频分布,并采用非线性最小二乘法确定出模型的各个参数值;最后设置能量下降梯度阈值控制迭代次数,用拟合得出的参数模型重构出信号分量。仿真实例验证了,上述方法对比基于时频滤波的信号提取方法,只需要少数几次拟合就能提取出所需要的信号分量,分量的重构精度较高。这种方法在轴承故障冲击分量提取中的应用表明,其不仅可以较精确地对轴承故障进行定位,而且能为故障原因及故障程度提供准确的判断依据。 展开更多

关键词 时频重排 分量提取 参数建模 二维逼近 故障诊断

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齿轮与轴承故障的Chirplet时频分析

14

作者 李慧 刘小峰 柏林 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期591-595,664,共5页

机械故障信号通常具有非线性时频关系多分量信号,其频谱占有较宽的频带,且各分量的频谱往往相互交叠,给故障诊断带来了很大的障碍。首先,在分析Ch irp let时频分解的理论基础上,对Ch irp let基函数进行了增加曲率参数的改进,提高了基函... 机械故障信号通常具有非线性时频关系多分量信号,其频谱占有较宽的频带,且各分量的频谱往往相互交叠,给故障诊断带来了很大的障碍。首先,在分析Ch irp let时频分解的理论基础上,对Ch irp let基函数进行了增加曲率参数的改进,提高了基函数对非线性时变分量的匹配能力;然后,仿真试验对基函数改进后的自适应时频分布与其他各类时频谱进行了比较。结果表明,改进后的基函数能很好地匹配出非平稳信号中的各种线性或非线性时变分量,其对应的时频具有较高的时频分辨率,且无交叉干扰项;最后,将该方法用于轴承故障信号和齿轮故障信号的分析。分析结果证实,该方法不仅能对轴承与齿轮箱故障进行准确定位,而且为故障原因及故障程度提供可靠的判断依据。 展开更多

关键词 自适应时频分布 Chirplet基函数 故障诊断 曲率因子

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某VCR发动机齿板热锻成形参数研究 被引量：2

15

作者 聂婄 王敏 +2 位作者 陈学慧 谢守清 唐琦 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期10-16,共7页

对某VCR (Variable Compression Ratio,可变压缩比)发动机齿板热锻成形进行参数影响和优化研究,可为锻件质量控制提供理论依据。基于DEFORM-3D,建立了该过程的有限元仿真模型,研究了坯料始锻温度和上模下压速度等参数对金属填充模腔情... 对某VCR (Variable Compression Ratio,可变压缩比)发动机齿板热锻成形进行参数影响和优化研究,可为锻件质量控制提供理论依据。基于DEFORM-3D,建立了该过程的有限元仿真模型,研究了坯料始锻温度和上模下压速度等参数对金属填充模腔情况、成形载荷、终锻件温度和等效塑性应力分布等的影响。结果表明:在研究的参数范围内,金属填充模腔完整,无折叠缺陷;当坯料始锻温度升高或上模下压速度加快时,各工步所需载荷和终锻件的最大等效塑性应力均减小,终锻件温度升高。最终获得了较优参数,即坯料始锻温度为1050℃、下压速度为50 mm·s^(-1)时,终锻件温度分布合理、填充饱满、无折叠和表面过度氧化缺陷,且锻件应力和成形载荷小,并对较优参数进行了实验验证。 展开更多

关键词 VCR发动机 齿板 热锻 工艺参数 数值模拟

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