基于SSWT和SE改进LSKNet的航空发动机中介轴承智能诊断研究

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作者 郑煜 赵俊豪 +3 位作者 王凯 张弛 王英 齐加晖 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2181-2188,共8页

针对航空发动机中介轴承振动信号在强噪声和多尺度耦合特性下故障特征提取困难的问题,提出了一种基于同步压缩小波变换(SSWT)与改进的大的可选择卷积核网络(LSKNet)的智能诊断方法。首先,采用了SSWT对振动信号进行了时频能量重分配,生... 针对航空发动机中介轴承振动信号在强噪声和多尺度耦合特性下故障特征提取困难的问题,提出了一种基于同步压缩小波变换(SSWT)与改进的大的可选择卷积核网络(LSKNet)的智能诊断方法。首先,采用了SSWT对振动信号进行了时频能量重分配,生成了高分辨率时频图像,克服了传统连续小波变换(CWT)因海森堡不确定性原理导致的时频分辨率不足和模态混叠问题;然后,设计了LSKNet主干中嵌入通道注意力模块的改进LSKNet,构建了动态“压缩-激励”(SE)机制,强化了多尺度特征交互,提升了复杂故障模式的区分能力;最后,进行了基于哈尔滨工业大学实测中介轴承数据集的实验验证,涵盖了不同转速、故障类型及故障程度的中介轴承工况,并开展了消融实验与样本对照分析;实验中,以1024点长度切片划分样本,采用Adam优化器,初始学习率为3.000×10-4,训练50轮后收敛。研究结果表明:改进模型在测试集的准确率达99.88%;消融实验进一步验证了SE模块的贡献;SSWT预处理相较CWT、S变换(ST)等方法,在训练效率和分类性能上均表现最优。该方法在强噪声环境下针对多工况轴承故障诊断具有鲁棒性,为航空发动机关键部件的智能诊断提供了有效解决方案。 展开更多

关键词 航空发动机 中介轴承 同步压缩小波变换 压缩-激励 大的可选择卷积核网络 连续小波变换 S变换

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基于SWT的风电汇集地区非同步振荡PMU暂态录波数据分析 被引量：6

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作者 刘博文 张新燕 +3 位作者 常喜强 李国庆 邸强 薛忠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期217-224,共8页

考虑风电汇集地区非同步振荡问题对电网安全稳定运行产生的影响,提出一种将同步相量测量装置(PMU)暂态录波与同步挤压小波变换(SWT)相结合的方法,并对非同步振荡问题进行分析。首先介绍PMU装置结构及测量及SWT原理;其次运用SWT算法对含... 考虑风电汇集地区非同步振荡问题对电网安全稳定运行产生的影响,提出一种将同步相量测量装置(PMU)暂态录波与同步挤压小波变换(SWT)相结合的方法,并对非同步振荡问题进行分析。首先介绍PMU装置结构及测量及SWT原理;其次运用SWT算法对含有间谐波的电力信号做连续小波变换,划分频率区间,求时频面内的离散同步挤压,提取各谐波间谐波及基波分量信号;然后以哈密风电汇集地区一次非同步振荡为例进行暂态电压、联络线电流、上网有功分布录波数据分析;最后基于该算例发生的非同步振荡问题,提供治理措施。 展开更多

关键词 风电汇集地区 同步挤压小波变换(swt) 同步相量测量装置(PMU) 非同步振荡 暂态

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基于SWT-MCKD的滚动轴承故障特征提取方法 被引量：6

3

作者 张旭光 荆双喜 +2 位作者 杨白冰 冷军发 罗晨旭 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期73-77,共5页

针对在强噪声背景下轴承早期微弱故障特征难以提取问题。提出了一种基于同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform,SWT)和最大相关峭度反卷积(Maximum correlation kurtosis deconvolution,MCKD)相结合的滚动轴承故障诊断... 针对在强噪声背景下轴承早期微弱故障特征难以提取问题。提出了一种基于同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform,SWT)和最大相关峭度反卷积(Maximum correlation kurtosis deconvolution,MCKD)相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先采用SWT方法将多分量振动信号分解为若干内禀模态分量(IMT),然后选取合适IMT重构信号,对重构信号进行MCKD滤波,突出故障冲击成分,最后对滤波后信号包络解调,提取故障特征,实现滚动轴承的更准确诊断。 展开更多

关键词 故障诊断 滚动轴承 同步压缩小波变换 最大相关峭度反卷积

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基于SWT的GIS电压互感器二次侧干扰分析 被引量：5

4

作者 吴贤强 邹志杨 +2 位作者 颜伟 周华良 刘兴发 《电力工程技术》 北大核心 2021年第6期134-140,共7页

特快速暂态过电压(VFTO)是气体绝缘变电站(GIS)中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1000 kV GIS的电压互感... 特快速暂态过电压(VFTO)是气体绝缘变电站(GIS)中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1000 kV GIS的电压互感器(PT)二次侧共模干扰进行现场实测。接着,对比了5种时频分析方法的性能,采用其中性能较优的同步压缩小波变换(SWT)对实测波形进行了时频分析。实测结果表明:PT二次侧的共模干扰电压峰峰值最高可达9.65 kV。微脉冲的时频分析结果表明:7.8 MHz频率分量幅值高,且贯穿波形的始终,是PT二次侧干扰的主导频率分量。该分析结果可为GIS中二次设备的电磁抗扰度测试和电磁防护设计提供参考。 展开更多

关键词 气体绝缘变电站(GIS) 特快速暂态过电压(VFTO) 电压互感器(PT) 隔离开关 同步压缩小波变换(swt) 时频特性

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基于SWT-ISSA-LSTM的地铁空气质量预测建模 被引量：8

5

作者 朱菊香 谷卫 +2 位作者 任明煜 张赵良 张雯柏 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第7期164-174,共11页

为了提高地铁室内PM_(2.5)的预测精度,降低监测成本,提出了一种基于孤立森林算法(isolated forest,IF)、同步压缩小波变换算法(SWT)、改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)和长短期记忆网络(long short-term memor... 为了提高地铁室内PM_(2.5)的预测精度,降低监测成本,提出了一种基于孤立森林算法(isolated forest,IF)、同步压缩小波变换算法(SWT)、改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)和长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)的混合模型。首先,使用孤立森林算法检测并去除异常数据,在用SWT算法对原始PM_(2.5)数据进行去噪处理;其次,针对麻雀算法(SSA)易陷入局部最优、收敛速度慢的问题,利用正弦混沌、动态自适应惯性权重、高斯变异和反向学习策略改进麻雀算法,降低了SSA陷入局部最优解的概率,提高了麻雀算法的收敛速度和寻优能力;最后,利用ISSA对LSTM模型的参数进行寻优,构建ISSA-LSTM模型进行预测,得到最终的PM_(2.5)预测结果。实验结果表明,SWT-ISSA-LSTM模型在均方根误差比SWT-LSTM模型和SWT-SSA-LSTM模型分别降低了8.38和3.27μg/m^(3)。在拟合度方面,该模型比SWT-LSTM模型和SWT-SSA-LSTM模型分别高了10.6%和2.9%。 展开更多

关键词 PM_(2.5)预测 孤立森林 同步压缩小波变换 改进麻雀搜索算法 长短期记忆网络

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三峡升船机齿条模型试验及状态监测方案研究

6

作者 曹毅 王可 +2 位作者 李伟雄 胡吉祥 石端伟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期156-163,共8页

三峡升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机型式,其中齿条作为升船机船厢升降运行的传动设备,其设备安全可靠性对升船机的稳定运行至关重要,为其设置智能状态监测系统十分必要。通过小比例试验台,对齿轮有可能出现的缺陷与不良工况进行模... 三峡升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机型式,其中齿条作为升船机船厢升降运行的传动设备,其设备安全可靠性对升船机的稳定运行至关重要,为其设置智能状态监测系统十分必要。通过小比例试验台,对齿轮有可能出现的缺陷与不良工况进行模拟试验,并采用基于同步压缩小波变换时频谱切片的分析方法及门控循环神经网络的故障诊断方法,进行齿条不良润滑、齿面点蚀与齿根裂纹故障信号的采集与识别。以试验结果为依据,提出了三峡升船机齿条状态监测和故障诊断方案,为三峡升船机齿条状态监测和故障诊断方案的现场实施奠定了良好基础。 展开更多

关键词 齿轮齿条 状态监测 同步压缩小波变换 门控循环神经网络 故障诊断

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同步压缩小波变换在电力系统次同步振荡参数提取中的应用

7

作者 李桥 《西安轨道交通职业教育研究》 2024年第2期52-55,共4页

大多数经典的次同步振荡(SSO)模式提取方法都有一些缺点,如模式识别率低,抗噪声性能差。因此,本文提出了一种新的时频分析方法,即同步压缩小波变换(SWT)。SWT结合了经验模态分解(EMD)和小波的优点,具有EMD的适应性,提高了EMD和小波的抗... 大多数经典的次同步振荡(SSO)模式提取方法都有一些缺点,如模式识别率低,抗噪声性能差。因此,本文提出了一种新的时频分析方法,即同步压缩小波变换(SWT)。SWT结合了经验模态分解(EMD)和小波的优点,具有EMD的适应性,提高了EMD和小波的抗模态混合能力。因此,可以获得更好的抗噪声性能和更高的模式识别。首先,对SSO信号进行SWT变换,得到其时频谱。其次,通过自动识别算法分析每个固有模式类型(IMT)分量在其时频谱中的衰减特性,并确定哪个IMT分量需要重建。然后,重构具有发散特性的选定IMT分量。再次,利用希尔伯特变换(HT)实现了模态参数识别的高精度检测。仿真和应用实例证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 次同步振荡 时频分析 同步压缩小波变换 希尔伯特变换(HT)

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抗裁剪的DWT域CDMA扩频图像水印(英文) 被引量：4

8

作者 方艳梅 吴绍权 黄继武 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期442-448,共7页

提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法。该算法具有如下特点:1)在嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码;在DWT的LL3子带隐... 提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法。该算法具有如下特点:1)在嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码;在DWT的LL3子带隐藏水印信息的同时,按一定结构模式嵌入同步信号,使水印具有自同步能力;2)在水印的盲检测过程中,先搜索同步信息并对任意裁剪攻击后的图像进行准确定位,再进行CDMA解码检测出水印信息。算法利用DWT的时频局部特性,有效地提高在变换域内搜索同步信号的效率。实验证明,采用本算法生成的水印信息不仅对JPEG(Joint Picture Expert Group)压缩、Gaussian噪声攻击等具有很好的稳健性,特别在抗裁剪攻击方面有比较明显的效果。 展开更多

关键词 图像水印 CDMA DWT 自同步 抗裁剪

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基于压缩小波变换的柴油机失火故障诊断 被引量：3

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作者 贾翔宇 贾继德 +1 位作者 韩佳佳 任刚 《军事交通学院学报》 2017年第7期31-35,共5页

为有效提取失火故障特征,准确诊断失火故障,提出一种基于压缩小波变换(SWT)的柴油机失火故障诊断方法。将SWT与短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、魏格纳-维尔分布(WVD)、平滑伪魏格纳-维尔分布(SPWVD)、希尔伯特-黄变换(HHT)... 为有效提取失火故障特征,准确诊断失火故障,提出一种基于压缩小波变换(SWT)的柴油机失火故障诊断方法。将SWT与短时傅里叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、魏格纳-维尔分布(WVD)、平滑伪魏格纳-维尔分布(SPWVD)、希尔伯特-黄变换(HHT)对柴油机缸盖振动信号进行分析对比,证明它具有精细描述振动信号变化的能力,进一步应用该方法对于柴油机失火故障信号进行时—频分析,提取柴油机失火故障特征频带,最终根据特征频带能量在各缸工作区间的变化,实现柴油机失火故障的准确诊断。 展开更多

关键词 柴油机 失火故障诊断 压缩小波变换 振动信号

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高铁地震信号时频特征对比分析 被引量：10

10

作者 包乾宗 许杰 许明瑞 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期805-812,共8页

利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,... 利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,可以确定高铁运行速度的变化。 展开更多

关键词 高铁地震 时频分析 同步挤压小波变换 分立谱

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改进PNN神经网络在电力系统次/超同步振荡监测中的应用 被引量：6

11

作者 赵妍 赵起 +1 位作者 张劲松 聂永辉 《电力电容器与无功补偿》 2022年第5期76-83,共8页

电力系统次/超同步振荡的常用的检测(标题用的是监测,让作者再看看)方法是:首先对实测数据进行滤波得到次/超同步振荡信号分量,再根据对各分量信号进行参数辨识的结果,来确认是否发生次/超同步振荡。这样,振荡判断的准确性就受到滤波器... 电力系统次/超同步振荡的常用的检测(标题用的是监测,让作者再看看)方法是:首先对实测数据进行滤波得到次/超同步振荡信号分量,再根据对各分量信号进行参数辨识的结果,来确认是否发生次/超同步振荡。这样,振荡判断的准确性就受到滤波器的效果和参数辨识方法准确性的双重影响。为了解决上述问题,提出将同步压缩小波变换(SST)和深度学习方法—概率神经网络(PNN神经网络)相结合应用于次/超同步振荡的监测。首先,用SST变换替代传统滤波器实现滤波的功能,得到次同步频率、工频频率和超同步频率的信号分量。然后,不再进行参数辨识,而是直接将得到的各类信号分量数据直接交于PNN神经网络进行分类,直接挖掘次/超同步振荡数据的特点,达到在线监测的目的。仿真和实例均验证了方法的可靠性。 展开更多

关键词 次同步振荡 超同步振荡 深度学习 PNN神经网络 同步压缩小波变换(SST) 在线监测

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二阶段随机森林分类方法在低频振荡监测中的应用 被引量：14

12

作者 赵妍 霍红 徐晗桐 《东北电力大学学报》 2020年第2期60-67,共8页

针对低频振荡在线监测中起振告警慢且无法同时判断振荡类型的问题,文中提出了二阶段随机森林(RF)分类器用于低频振荡告警和分类.首先对PMU采集到的数据进行FFT变换得到其频率,送到第一阶段RF分类器进行判断是否发生低频振荡,以达到快速... 针对低频振荡在线监测中起振告警慢且无法同时判断振荡类型的问题,文中提出了二阶段随机森林(RF)分类器用于低频振荡告警和分类.首先对PMU采集到的数据进行FFT变换得到其频率,送到第一阶段RF分类器进行判断是否发生低频振荡,以达到快速告警的目的.然后,如果判断为发生低频振荡,对数据进一步进行同步压缩小波变换(SWT),将得到的振荡参数送入第二阶段RF分类器中判断振荡类型,为抑制措施提供依据.仿真和实例验证说明:这种基于RF的两阶段的分类方式既减少了低频振荡预警的时间,又改善了样本类别的不均衡性,从而提高了低频振荡分类的准确性. 展开更多

关键词 低频振荡 振荡类型辨别 机器学习 同步压缩小波变换 随机森林

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基于同步压缩-交叉小波变换算法的齿轮故障诊断研究 被引量：2

13

作者 黄俊 魏丽君 《计算机测量与控制》 2020年第11期41-44,49,共5页

齿轮超负荷使用或者在不良环境下使用时,容易造成齿轮失效;齿轮的失效形式主要有断齿故障、齿面点蚀、齿轮磨损等,此外齿轮制造过程中也存在固有误差,传统的齿轮故障诊断通常使用振动加速度传感器或者SCADA数据进行处理,但振动加速度传... 齿轮超负荷使用或者在不良环境下使用时,容易造成齿轮失效;齿轮的失效形式主要有断齿故障、齿面点蚀、齿轮磨损等,此外齿轮制造过程中也存在固有误差,传统的齿轮故障诊断通常使用振动加速度传感器或者SCADA数据进行处理,但振动加速度传感器与SCADA通常价格昂贵,且会有大量的数据冗余,不便于后期信号处理;本设计拟采用一种同步压缩-交叉小波变换算法,在齿轮故障机理分析的基础上,设计了故障诊断实验装置,对正常齿轮、断齿和磨损情况下的故障特性进行提取,从而对故障进行准确诊断,经实验验证,该方法在齿轮断齿检测上准确率达100%,对齿轮磨损检测达到98%以上,对齿面点蚀诊断准确率较低,本研究中暂未涉及,后续研究主要集中在对算法改进,提高对齿面点蚀的准确判断。 展开更多

关键词 齿轮故障诊断 同步压缩-交叉小波变换算法 位置传感器 数据处理

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变速工况下基于WSST的地铁钢轨波磨检测 被引量：4

14

作者 王思维 姚德臣 +1 位作者 杨建伟 魏明辉 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第16期7080-7086,共7页

地铁列车由于制动和启动较为频繁会出现钢轨波磨,对列车运行造成安全隐患,有效地检测变速工况下钢轨波磨的产生有助于提升地铁轨道车辆的安全性和运营舒适性。利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建地铁车辆动力学分析模型,并将钢轨波磨仿... 地铁列车由于制动和启动较为频繁会出现钢轨波磨,对列车运行造成安全隐患,有效地检测变速工况下钢轨波磨的产生有助于提升地铁轨道车辆的安全性和运营舒适性。利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建地铁车辆动力学分析模型,并将钢轨波磨仿真信号输入轨道,以获得变速工况下的轴箱加速度数据。针对变速工况下波磨产生的非平稳调频信号,采用优化的同步压缩连续小波变换(wavelet synchrosqueezing transform,WSST)的方法对该数据进行时频分析。通过使用钢轨波磨仿真信号进行分析验证,结果表明:所提出的诊断方法可以有效对牵引及制动工况下的钢轨波磨进行诊断,实现故障频率的准确定位,且具有较高的频率分辨率以及抗干扰性能,具有一定的普适应用价值。 展开更多

关键词 轨道车辆 钢轨波磨 轴箱振动加速度 同步压缩连续小波变换(WSST) 检测数据分析

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基于同步压缩小波变换的检测锚杆参数方法 被引量：2

15

作者 董佳琦 刘怡明 +1 位作者 王明明 孙晓云 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第1期79-83,102,共6页

时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排... 时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排列,不仅提升时频的分辨率,而且还能实现信号重构。将此方法应用于分析锚杆质量检测数据,与传统的EEMD方法对比表明,SWT能够较为准确地描述信号的频率构成且重构的信号有较好的降噪效果。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 同步压缩小波变换 锚杆检测 时频聚集性

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柴油机油底壳动态特性识别研究 被引量：5

16

作者 孟浩东 赵景波 +3 位作者 戴旭东 张忠 徐毅 吴龙图 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第6期261-266,共6页

以某型单缸柴油机油底壳为研究对象,融合同步压缩小波变换法、1/3倍频程谱法及模态分析法的优势,识别其结构动态特性。首先,在标定工况下选用同步压缩小波变换法提取油底壳振动响应的时频特征,结合近场声压1/3倍频程谱法分析油底壳噪声... 以某型单缸柴油机油底壳为研究对象,融合同步压缩小波变换法、1/3倍频程谱法及模态分析法的优势,识别其结构动态特性。首先,在标定工况下选用同步压缩小波变换法提取油底壳振动响应的时频特征,结合近场声压1/3倍频程谱法分析油底壳噪声的辐射特性,获得油底壳结构动态响应与其辐射噪声的关联特性;然后,基于试验与仿真相结合的模态分析法识别油底壳的模态特性,确定导致油底壳结构声振特性变差的薄弱环节;最后,采取加强筋改进设计措施提高薄弱结构刚度,优化结构动态特性。仿真计算结果可指导控制油底壳结构的声振特性。 展开更多

关键词 单缸柴油机 油底壳 同步压缩小波变换 模态分析 动态特性

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基于一维压缩感知和混沌的医学图像加密研究 被引量：1

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作者 叶柏君 吴小娜 +1 位作者 叶斌辉 林卓胜 《工业控制计算机》 2023年第10期75-77,共3页

医学图像由于涉及隐私等重要问题,其安全性问题逐渐凸显,同时其具有数据量大、同色像素连续性高等特点。为实现医学图像安全、快速地在网络中传输,提出一种基于压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密方案。首先迭代三维同步混沌流密... 医学图像由于涉及隐私等重要问题,其安全性问题逐渐凸显,同时其具有数据量大、同色像素连续性高等特点。为实现医学图像安全、快速地在网络中传输,提出一种基于压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密方案。首先迭代三维同步混沌流密码系统构造出测量矩阵和得到用于加密的伪随机序列。然后,利用测量矩阵对整数小波变换后的稀疏医学图像进行测量,并使用量化函数将测量后的图像量化至[0,255]范围内的整数。最后,利用伪随机序列加密量化后的图像。相应的解密算法也同时给出。从以CT图像为例的实验仿真结果可知,该方案具有良好的压缩和加密性能。同时,相关安全性能分析结果表明,所提方案对统计攻击和剪切攻击具有良好的安全性和鲁棒性。 展开更多

关键词 压缩感知 同步混沌流密码 整数小波变换 图像加密

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