阶次分析

摘要： 为解决采用在转子升降速过程中产生的非平稳信号难以进行故障诊断的问题,提出一种基于2维时频脊线和阶次分析的转子故障诊断方法。采集转子升降速信号,采用2维时频分布的峰值脊线提取法获得信号脊线特征,结合脊线特征与等角度重采样技术依次获得信号角度域、角-阶域和阶次域图像,将信号阶次域内的特征参数作为故障敏感特征,输入人工神经网络诊断模型,对转子信号的故障类型进行分类。利用实测信号验证所提方法的实际应用效果,并与传统特征提取法的结果进行对比。结果表明:阶次分析方法的测试准确率约为99.8%,标准差小于0.09%,均优于传统特征提取法。基于时频脊线和阶次分析的转子故障诊断方法具有更高的诊断准确率,在非平稳信号特征提取过程中具有很好的可行性和准确性。

摘要： 随着重型商用车的技术发展,客户对舒适性的要求逐步升高,重卡的 NVH 属性要求越来越高,变速箱齿轮啸叫作为传动系统的主要噪声之一,会带来客户抱怨。本文通过某重卡 12 速手动变速箱齿轮啸叫的问题进行了分析,通过整车测试确定了变速箱齿轮啸叫的齿轮阶次,进一步对齿轮的加工工艺进行了改善,最终通过整车测试,变速箱噪声达到目标值,驾驶室内噪声得到了明显的改善。

摘要： 自适应时变滤波(adaptive time-varying filtering,ATF)方法是一种基于数据驱动的非平稳信号处理方法,可有效分离变转速下的齿轮故障信号;但在ATF方法中,滤波带宽的选取需依据经验人为选取,具有较大的主观性。因此,针对ATF方法中滤波带宽的自适应优化选取,以齿轮啮合阶次与其临近阶次的能量比作为指标,提出了一种基于带宽优化选取的ATF方法;该方法先采用线调频小波路径追踪算法估计齿轮故障信号中的瞬时频率,然后设置不同的滤波带宽值构建自适应时变滤波器,再对滤波后的信号进行阶次分析,并计算齿轮啮合阶次与其临近阶次的能量比,最后挑选出最佳能量比所对应的滤波带宽作为最优带宽值来对信号进行滤波分析,进而诊断齿轮故障。对变转速下的齿轮局部故障进行了仿真和实例分析,并将之与集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法对比,结果表明,该方法不仅可自适应选取滤波带宽,减少滤波误差,而且能有效提取齿轮故障特征信号,凸显齿轮故障特征。

摘要： 针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的"频谱模糊"现象,利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型,推导了其时频谱及阶次谱结构,利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱,提取了齿轮故障特征。最后,利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析,对齿轮箱故障进行了准确识别。

摘要： 裂纹故障会导致齿轮时变啮合刚度发生变化,进而引起系统振动响应改变。以风机增速箱为研究对象,考虑基圆和齿根圆不重合,采用改进能量法分别计算了各级齿轮副的时变啮合刚度,并计算、分析了太阳轮裂纹故障对啮合刚度的影响。风机增速箱运行于自然风载荷环境中,受时变转速和转矩激励,综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合误差等因素,利用集中参数法建立风机增速箱的平移−扭转−轴向耦合模型,采用龙格库塔法得到系统的动力学响应,并对响应进行阶次分析,得到了太阳轮裂纹故障对风机增速箱振动响应的影响规律,研究风机增速箱太阳轮裂纹故障失效机理,为风机增速箱在线监测和故障诊断提供了理论依据。

摘要： 制动抖动是由制动引起的车辆振动现象,制动过程是时域内的非平稳过程,相关信号的分析处理不能简单地应用傅里叶变换,而阶次分析技术可以有效地分析旋转机构,在制动相关的工况分析中有着极大的应用价值。文章以某车型制动抖动问题为研究对象,应用阶次分析的方法处理试验数据,介绍了阶次分析技术在制动抖动分析中的应用方法,创造性地提出了不同阶次成分对应的抖动机理,并由此找出了制动抖动的成因,为解决制动抖动问题指明了一种一般性的方法。

摘要： 针对非平稳信号频谱分析导致的谱分量重叠问题及滚动轴承故障信号的多载波调制特征,提出一种基于Hilbert包络与阶次分析的调制阶次提取,并与轴承故障特征相结合的故障诊断方法。根据提出的方法对某异响问题汽车进行加速工况测试,采用Hilbert变换获得振动噪声信号的解析包络,再对包络进行等角度重采样得到与转速无关的包络曲线,最后通过角度域下的谱分析获得调制阶次,并结合传动系上的各轴承故障特征阶次确定了故障原因。结果表明:利用提出的方法进行汽车加速工况下的异响故障诊断是可行的。

摘要： 汽车驾驶室内异响是比较常见的NVH(噪声、振动与声振粗糙度)问题之一。文章以某商用车带挡滑行时后桥造成的异响问题为研究对象,阐述了商用车后桥异响的产生机理和控制策略,利用整车道路NVH试验、驾驶室声学灵敏度测试(NTF)和阶次分析等手段确定了产生异响的主要声源,通过声源频率定位和后桥实物拆解分析确定后桥主减齿轮为异响根源,并提出对后桥主减齿轮齿形进行优化的问题解决方案。经实车道路试验验证,所采用措施正确有效。

摘要： 采用往复摆动方式对工业机器人用精密减速器进行疲劳寿命分析,能更好地反映减速器在实际工作中的受损情况。但在往复摆动实验过程中,减速器运行速度的大小和方向随时都在发生变化,对采集到的振动信号进行频谱分析,定位减速器的故障源十分困难,无法像处理匀转速工况那样直接对时域信号进行傅里叶变换来定位故障点。为此,提出一种阶次跟踪分析方法。通过对机器人用行星摆线针轮减速器疲劳实验过程中采集到的非平稳振动信号进行等角度重采样,得到振动信号的平稳角度域信号;通过对角度域平稳信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的阶次分析图;对减速器的行星轮、摆线轮、曲柄轴、滚针、曲拐轴承的阶次特征进行了分析。通过建立减速器振动信号阶次分析结果与各关键零部件特征阶次的关系,实现了变转速实验工况下行星摆线针轮减速器的故障诊断。结果表明,提出的阶次跟踪分析方法能够实现对行星摆线针轮减速器在时变工况下各重要零部件的故障定位,为摆动疲劳实验故障的快速定位提供了指导和帮助。

摘要： 驱动桥作为后驱车辆传动部件之一,其NVH性能是评价整车综合性能的重要环节之一.针对某微型车四挡滑行驱动桥异响,通过阶次分析及传递路径分析查找异响原因,再进行结构优化及测试验证.结果表明:优化后的驱动桥阶次噪声在异响点降低10 dB(A),异响消失,满足驱动桥噪声要求.

摘要： 为防止DCT总成在台架耐久试验中过度损坏,在试验过程中采集样品机械振动信号,对总成疲劳耐久的完整生命周期进行监测,利用快速傅立叶变换处理振动信号,对总成和零件的变化进行阶次分析,早期确认故障发展趋势,识别故障发生部位,预测故障失效模式和损坏程度.在变速器总成产品开发项目中,把试验结果分析准确性提升到全新的高度,提高试验台架的智能化程度,降低试验人员的劳动强度,提升设备综合利用率,缩短产品开发周期,识别薄弱环节,优化总成结构.

摘要： 传动误差是导致变速箱NVH问题的重要原因.采用发动机驱动的传动装置,即使在定速工况下,变速箱转速仍存在较大波动,运用阶次分析方法,能够避免快速傅里叶分析过程中由于转速波动而出现的“频谱模糊”现象,获取高精度齿轮传动误差阶次信息,实现故障的精确定位.将传动误差阶次分析方法用于摩托车动力传动装置,准确识别由于齿轮加工“鬼线”引起的摩托车骑行啸叫问题.

摘要： 本文通过研究对时域信号进行等角域重采样的阶次分析方法,来分析由变速器传动结构关系确定的变速器阶次,从而识别变速器啸叫噪声源,进而进行优化控制.该方法是确定变速器啸叫噪声产生部位的基本手段,能够准确地识别变速器噪声源.

摘要： 分析涡轮泵启动过程信号的特征。对涡轮泵故障的早期检测具有重大意义和应用价值。为解决启动过程振动信号的频率解调与特征提取问题，本文给出一种基于瞬时转速估计的信号阶次分析方法，该方法只利用现有的同步等时间隔采集的振动与转速数据，不需要为涡轮泵增加任何新的测试仪器。通过涡轮泵试车数据的验证，表明该方法可以有效实现涡轮泵启动过程信号的阶次分析。

摘要： 对转频不断变化的信号进行分析时，为了避免常规FFT 分析中的“频率模糊”现象，阶次跟踪分析应运而生。常用的阶次分析方法有两种：硬件阶次分析法和计算阶次分析法。相对前者而言，后者有成本低、传感器安装方便等优点，应用日益广泛。角域重抽样是计算阶次分析的关键环节，本文详细介绍了角域重抽样的实现方法，并进一步根据奈魁斯特定律给出了重抽样率上、下限的确定原则，对该方法进行了发展完善。算例分析验证结论的正确性。

摘要： 变速器下线检测(EOL)和研发阶段的试验过程中,经常发生由于滚动轴承故障引起的振动失效.传统的阶次包络谱和小波分析诊断滚动轴承故障的方法因为需要花费一定时间而影响产品的节拍生产和试验进度.本文根据滚动轴承故障频率计算推导出故障阶次计算方法,并使用Rhf软件建立并计算变速器转动零件的阶次.最后以MT82变速器的输出轴后轴承为例验证滚动轴承故障阶次计算方法的正确性.本文的滚动轴承故障阶次分析方法可以应用到变速器下线检测台架和产品研发试验阶段的滚动轴承故障的快速诊断.

摘要： 航空发动机在试车过程中经常出现振动幅值较大超过标准的故障,根据测试发动机试车过程中的整机振动,采用阶次分析和小波分析的方法,对比分析了发动机振动信号,针对发动机不同类型的振动超标故障,结合发动机分解、装配和排故过程,确定了发动机振动超标故障产生的原因及具体部位,建立了发动机振动故障与振动信号特征之间的关系.

摘要： 为分析某客车异常振动的振源，建立多个振源对车体振动和车内噪声的传递路径，通过对在不同工况下振动和噪声测试分析，提出了在传统的传递函数和相干函数分析的基础上结合频率统计，选出优势频率的方法来考察振源对车体振动和车内噪声的影响。结合阶次跟踪测试和分析技术，验证了该方法的正确性。

摘要： 为分析某客车异常振动的振源，建立多个振源对车体振动和车内噪声的传递路径，通过对在不同工况下振动和噪声测试分析，提出了在传统的传递函数和相干函数分析的基础上结合频率统计，选出优势频率的方法来考察振源对车体振动和车内噪声的影响。结合阶次跟踪测试和分析技术，验证了该方法的正确性。

摘要： 为分析某客车异常振动的振源，建立多个振源对车体振动和车内噪声的传递路径，通过对在不同工况下振动和噪声测试分析，提出了在传统的传递函数和相干函数分析的基础上结合频率统计，选出优势频率的方法来考察振源对车体振动和车内噪声的影响。结合阶次跟踪测试和分析技术，验证了该方法的正确性。

摘要： 本发明公开一种基于历史信息动态变换分数阶傅里叶阶次的索引调制方法，基站将覆盖的周而复始的路段按照环境信息划分为多个路段，在每一个路段有一个分数阶傅里叶变换的阶次；数据通过索引调制后进行分数阶傅里叶变换；接收端经过分数阶傅里叶反变换还原数据；通过调整分数阶傅里叶变换阶次的选择使得系统具有良好的抗子载波间干扰能力；初始通信时分数阶傅里叶变换的阶次由历史信息决定，后续的分数阶傅里叶变换阶次由本次环境信息决定。本发明能够提高索引调制系统对抗多普勒频移的能力，从而提高整个系统的性能，减少在高速情况下由于多普勒导致的多载波正交性的破坏。

摘要： 本发明公开了一种分数阶PID控制器微分积分阶次估计方法，通过设定对象模型参数、开环截止频率以及相位裕度等参数，计算每个对象样本在各个状态下的样本特征向量，再以每个对象样本及其对应的样本特征向量作为训练第一神经网络模型以及第二神经网络模型的样本集，最后获取实际应用中伺服系统被控对象的传递函数的各项参数并将其代入第一神经网络模型以及第二神经网络模型即可估计分数阶PID控制器的积分阶次λ和微分阶次μ，只需保证实际应用中伺服系统被控对象的各项参数在规定范围内即可估计出分数阶PID控制器的积分阶次λ和微分阶次μ。

摘要： 本发明涉及一种基于最佳阶次分数阶傅里叶变换的水声信号同步方法，包括下列的步骤：以LFM作为同步信号，接收端首先根据信号参数生成本地LFM信号，用于确定最佳阶次P0并且和采集到的实时信号完成相关操作；确定FRFT变换的最佳阶次；对采集到的数据和本地LFM信号进行相关和取模操作，通过自适应门限方法，计算每一个点的相关结果判决的门限T；在相关检测结果中遍历所有超过三倍的自适应门限T的位置信息，这些位置信息记作过门限点，在过门限点里面不仅有真正的同步信号的位置，还包括水下干扰导致的虚警信号；对过门限点进行二次判决，得到所有帧的信号起始位置信息。

摘要： 本发明公开了一种基于可调阶次滤波器的分数阶自抗扰运动控制方法，包括：根据牛顿运动定律，建立运动控制系统的非线性动力学模型；使用可调阶次滤波器对测量噪声进行滤波；调节滤波器的阶次以达到较好的滤波效果；采用扩张状态观测器提高系统的扰动抑制效果；采用分数阶比例微分算法，设计运动控制器，使输出跟踪参考输入。本发明方法，具有参数调节灵活、易于工程实现的优点，并有效改善了运动控制系统对测量噪声和干扰的抑制能力。

摘要： 本申请属于航空发动机的试验装置设计领域，特别涉及一种全发动机阶次叶盘激振试验装置，在内外环设计滑动轨道，同时创新设计了表盘式定位系统与锁紧装置，提高了定位机构与滑动轨道之间的连接刚度，实现了喷油嘴滑杆的周向位置精确定位。创新设计的交错式滑动轨道，可以实现360度无死角调节，解决了现有固定发动机阶次滑油喷射装置无法连续调节模拟任意发动机阶次激振源的难题。

摘要： 本发明公开了一种自适应降噪并避免阶次混叠的计算阶次跟踪方法，其特征在于，根据信号转速信息及预计最高分析阶次定义裕量频率；对信号进行VMD预分解，将中心频率低于裕量频率的模态保留，将高于裕量频率的抛弃，以滤除信号中的高频噪声以及非分析阶次带宽内的高阶成分；计算重构信号的排列熵PE：PE用来表示时间序列的随机程度，PE的值越大，时间序列也就越随机；采用差分进化算法对VMD参数进行优化，得到参数后自适应生成重构信号；计算重采样阶次，对获得的重构信号进行计算阶次跟踪，得到重采样信号后进行FFT以得到信号的阶次谱。本发明用于处理原始振动信号，以自适应降低采集的振动信号中的噪声干扰，凸显故障信息。

摘要： 本发明公开了一种基于分数阶傅里叶变换阶次复用的保密通信方法，属于通信技术领域，该保密通信方法具体步骤如下：(1)接收传输数据，并记录数据信息；(2)对传输数据进行安全检测；(3)对传输数据进行加密处理生成通信帧；(4)实时监测通信安全环境；(5)接收通信帧，并对其进行数据解码；本发明能够有效的阻止违规信息的传递，提高维护网络环境的安全性以及合法性的效率，同时有利于净化网络环境，保证人们健康上网的需求，能够保证数据在传输过程中受到外部人员攻击时，降低数据泄露概率，保证数据安全，且能够对攻击来源位置进行定位，有利于维护个人信息安全以及社会治安。

摘要： 本发明公开一种基于历史信息动态变换分数阶傅里叶阶次的索引调制方法，基站将覆盖的周而复始的路段按照环境信息划分为多个路段，在每一个路段有一个分数阶傅里叶变换的阶次；数据通过索引调制后进行分数阶傅里叶变换；接收端经过分数阶傅里叶反变换还原数据；通过调整分数阶傅里叶变换阶次的选择使得系统具有良好的抗子载波间干扰能力；初始通信时分数阶傅里叶变换的阶次由历史信息决定，后续的分数阶傅里叶变换阶次由本次环境信息决定。本发明能够提高索引调制系统对抗多普勒频移的能力，从而提高整个系统的性能，减少在高速情况下由于多普勒导致的多载波正交性的破坏。

摘要： 本发明提供一种克服非阶次频率成分干扰的阶次分析方法，包括：对采集到的旋转机械设备信号进行时频分析，得到时频分布矩阵；将得到的时频分布矩阵的每一行提取为独立的一维行信号；利用傅里叶变换代理测试，以及瞬时频率熵量化指标，判断提取的一维行信号是否对应真实频率成分；对判断出的真实频率成分进行重构，得到非阶次频率成分的时域波形；从原始的旋转机械设备信号中减去非阶次频率成分；根据旋转机械设备的转速信号进行角域重采样，对重采样后的信号进行快速傅里叶变换，得到去除非阶次频率成分的阶次谱。本发明能够有效提高阶次谱分析的准确性，避免非阶次成分影响，对于旋转机械的状态监测和故障诊断，具有重要的理论意义和应用价值。

摘要： 本发明提供一种克服非阶次频率成分干扰的阶次分析方法，包括：对采集到的旋转机械设备信号进行时频分析，得到时频分布矩阵；将得到的时频分布矩阵的每一行提取为独立的一维行信号；利用傅里叶变换代理测试，以及瞬时频率熵量化指标，判断提取的一维行信号是否对应真实频率成分；对判断出的真实频率成分进行重构，得到非阶次频率成分的时域波形；从原始的旋转机械设备信号中减去非阶次频率成分；根据旋转机械设备的转速信号进行角域重采样，对重采样后的信号进行快速傅里叶变换，得到去除非阶次频率成分的阶次谱。本发明能够有效提高阶次谱分析的准确性，避免非阶次成分影响，对于旋转机械的状态监测和故障诊断，具有重要的理论意义和应用价值。