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小波阈值降噪算法中最优分解层数的自适应确定及仿真 被引量:61
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作者 王维 张英堂 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期526-530,共5页
小波阈值降噪算法是一种有效的从测试信号中去除噪声的方法。通过对有用信号和噪声信号在小波空间上传播特性的不同进行分析,提出了一种基于小波去相关白噪声检验的最优分解层数自适应确定算法。该算法可以根据含噪声信号的特点和信噪比... 小波阈值降噪算法是一种有效的从测试信号中去除噪声的方法。通过对有用信号和噪声信号在小波空间上传播特性的不同进行分析,提出了一种基于小波去相关白噪声检验的最优分解层数自适应确定算法。该算法可以根据含噪声信号的特点和信噪比,自适应的选择小波变换的最优分解层数以达到最优的降噪效果。最后,在MATLAB环境下进行了仿真实验,并进行了工程应用。仿真实验和工程应用结果表明,该方法可以有效的确定合理分解层数得到最优的信噪比。 展开更多
关键词 小波降噪 分解层数 去相关 白化检验
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基于卷积神经网络的机械故障诊断方法综述 被引量:49
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作者 吴定海 +1 位作者 王怀光 张云强 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1024-1032,共9页
深度学习善于从海量的数据中挖掘越来越抽象的特征并具有良好的泛化能力,受到了越来越多的研究人员的关注,而卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)则是其深度学习中一种经典而广泛应用的结构,在计算机视觉、目标检测、自然... 深度学习善于从海量的数据中挖掘越来越抽象的特征并具有良好的泛化能力,受到了越来越多的研究人员的关注,而卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)则是其深度学习中一种经典而广泛应用的结构,在计算机视觉、目标检测、自然语言处理、语音识别等领域成效卓越。在详细分析机械系统故障诊断的现状和需求的基础上,首先介绍了CNN的典型结构,然后从数据输入类型、网络结构设计、迁移学习等方面对CNN在机械故障领域的应用进行了归纳总结,研究CNN应用的深层次特征提取与可视化等问题,最后,分析机械故障诊断中存在的困难,并展望了CNN在机械故障诊断领域应用中待研究解决的若干问题。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 大数据 状态监测 故障诊断 迁移学习 特征提取
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三维激光雷达在无人车环境感知中的应用研究 被引量:42
3
作者 张银 +1 位作者 程子阳 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第13期1-11,共11页
环境感知是无人驾驶的核心技术之一,而利用三维激光雷达进行障碍物检测一直是国内外的研究热点。本文首先按照传感器的种类介绍了无人车障碍物检测方法的分类,然后介绍了基于三维激光雷达进行障碍物检测的基本原理,之后详细分析了基于... 环境感知是无人驾驶的核心技术之一,而利用三维激光雷达进行障碍物检测一直是国内外的研究热点。本文首先按照传感器的种类介绍了无人车障碍物检测方法的分类,然后介绍了基于三维激光雷达进行障碍物检测的基本原理,之后详细分析了基于三维激光雷达进行障碍物检测的传统方法。其中深度学习是二维图像目标检测及分类的重要方法,在介绍三维激光雷达点云特点的同时分析了点云深度学习的挑战,最后详细分析了三维点云深度学习在障碍物检测方面的研究现状以及发展趋势,并且介绍了自动驾驶领域的KITTI数据集和ApolloScape数据集。 展开更多
关键词 遥感 无人驾驶 三维激光雷达 障碍物检测 栅格网络 深度学习
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基于双树复小波包的发动机振动信号特征提取研究 被引量:37
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作者 吴定海 张培林 +2 位作者 傅建平 韩兰懿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期160-163,176,共5页
针对柴油机缸盖振动信号的特征提取问题,提出了一种基于双树复小波包变换和自适应块阈值降噪的标准化相对能量提取方法,双树复小波包利用并行双树实小波变换分解系数达到信息互补,从而获得近似平移不变性和减少了信息的丢失。自适应分... 针对柴油机缸盖振动信号的特征提取问题,提出了一种基于双树复小波包变换和自适应块阈值降噪的标准化相对能量提取方法,双树复小波包利用并行双树实小波变换分解系数达到信息互补,从而获得近似平移不变性和减少了信息的丢失。自适应分块阈值能够随所分析的信号自适应估计最优阈值,达到更好的降噪效果,同时引入消除频率混叠的算法,抑制了双树复小波包分解过程中虚假频率的产生。仿真信号和试验分析该方法能够更有效地消除噪声影响,所提取的相对能量特征具有更好的可区分度。 展开更多
关键词 双树复小波包 特征提取 降噪 振动信号 故障诊断
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基于蚁群算法的支持向量机参数优化 被引量:35
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作者 张培林 钱林方 +1 位作者 曹建军 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期464-468,共5页
针对支持向量机的参数对分类性能的影响,探讨了基于蚁群算法的支持向量机参数优化方法,建立了支持向量机参数优化模型,给出了基于网格划分策略的连续蚁群算法,并将其用于优化模型求解,通过对支持向量机的惩罚因子和径向基核函数进行优化... 针对支持向量机的参数对分类性能的影响,探讨了基于蚁群算法的支持向量机参数优化方法,建立了支持向量机参数优化模型,给出了基于网格划分策略的连续蚁群算法,并将其用于优化模型求解,通过对支持向量机的惩罚因子和径向基核函数进行优化,使支持向量机的分类性能最优。通过仿真和应用实例,验证了方法的有效性,得到了95%以上的分类正确率。 展开更多
关键词 蚁群算法 支持向量机 参数优化 油液分析 故障诊断
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运用EMD和GA-SVM的齿轮故障特征提取与选择 被引量:32
6
作者 李兵 张培林 +2 位作者 刘东升 米双山 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期445-448,共4页
针对齿轮故障特征提取,首先将齿轮箱振动信号进行经验模态分解,得到一组固有模态函数。计算各固有模态函数的能量和矩阵的奇异值,采用Shannon熵和Renyi熵度量能量和奇异值分布,构成原始特征子集。再采用遗传算法和最小二乘支持向量机的W... 针对齿轮故障特征提取,首先将齿轮箱振动信号进行经验模态分解,得到一组固有模态函数。计算各固有模态函数的能量和矩阵的奇异值,采用Shannon熵和Renyi熵度量能量和奇异值分布,构成原始特征子集。再采用遗传算法和最小二乘支持向量机的Wrapper方法选择最优特征子集。该方法能够利用较少的特征参数集准确判别齿轮故障,提高了齿轮故障诊断的精度与效率。 展开更多
关键词 齿轮 故障诊断 经验模态分解 遗传算法 最小二乘支持向量机
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基于小波分析的轴承故障诊断研究 被引量:16
7
作者 韦有民 郑海起 《河北省科学院学报》 CAS 2002年第2期112-116,共5页
提出了基于正交变换的滚动轴承故障诊断新方法。利用正交小波基将滚动轴承故障信号变换到时间 -频率域 ,通过小波重构信号的希尔波特变换解调和包络谱分析 ,对轴承的故障进行了有效的诊断。文中实例证明 。
关键词 非平稳信号 小波分析 故障诊断 滚动轴承 正交变换 正交小波基 机械维护
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新型磨粒在线监测传感器及其试验研究 被引量:34
8
作者 范红波 张英堂 +1 位作者 李志宁 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期338-343,共6页
依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦合关系,设计了1种新型的电感式磨粒传感器,并建立了相应的在线磨粒测试系统.利用在线磨粒监测试验台,对传感器的磨粒检出能力、测试结果的一致性以及测试系统输出与磨粒通过速度的关系进行了试验.结果... 依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦合关系,设计了1种新型的电感式磨粒传感器,并建立了相应的在线磨粒测试系统.利用在线磨粒监测试验台,对传感器的磨粒检出能力、测试结果的一致性以及测试系统输出与磨粒通过速度的关系进行了试验.结果表明:该在线磨粒监测传感器对粒度大于500μm的铜磨粒和粒度大于100μm的铁磨粒具有较好的检测能力;磁性磨粒收集装置能显著提高传感器对小尺寸铁磁质磨粒的检测能力;在磨粒速度一定情况下,传感器对不同类别不同粒度的磨粒输出一致性好;磨粒速度对测试系统输出影响较大,磨粒速度越快,测试系统输出越小;提高传感器信号放大电路的频响范围,将改善测试系统的响应速度,提高对高速磨粒的检出能力.本研究结论证明该传感器能较好地满足在线磨粒监测的要求. 展开更多
关键词 磨粒监测 电感式传感器 铁磁质 电感平衡
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电感式磨粒传感器中铁磁质磨粒的磁特性研究 被引量:33
9
作者 范红波 张英堂 +1 位作者 李志宁 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期452-457,共6页
在电感式磨粒传感器中,铁磁质磨粒主要通过磁化作用改变传感器线圈的磁场分布,进而改变线圈的等效电感.建立了线圈中含有铁磁质磨粒时的磁场模型,得出了磨粒磁化场关于退磁因子的磁感应强度表达式.以球磨粒为例,通过计算球磨粒磁化场,... 在电感式磨粒传感器中,铁磁质磨粒主要通过磁化作用改变传感器线圈的磁场分布,进而改变线圈的等效电感.建立了线圈中含有铁磁质磨粒时的磁场模型,得出了磨粒磁化场关于退磁因子的磁感应强度表达式.以球磨粒为例,通过计算球磨粒磁化场,得到球磨粒引起线圈电感变化率的解析式,并用有限元法计算了线圈的磁场,分析后发现:理论计算解与数值分析解相符,所建模型可以反映客观实际;磨粒的磁化强度由其磁导率和退磁因子共同决定,球磨粒的磁化强度可近似认为与磁导率无关;球磨粒引起的传感器线圈电感变化率随线圈单位长度上匝数的增加而减小,并趋向于一极限值;传感器线圈的电感变化率与球磨粒半径的三次方成正比,球磨粒半径在100μm以内,电感变化率在10-7数量级.本研究结论可为电感式磨粒传感器的设计提供理论指导. 展开更多
关键词 磨粒传感器 铁磁质 磁化作用 退磁因子 球磨粒
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基于自适应多尺度形态梯度变换的滚动轴承故障特征提取 被引量:31
10
作者 李兵 张培林 +2 位作者 刘东升 米双山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期104-108,共5页
滚动轴承故障信号是一种典型的周期性冲击信号,如何从含有强噪声的振动信号中有效地提取出冲击特征信号是轴承故障诊断的关键。基于数学形态学理论,提出了一种自适应多尺度形态梯度变换(AMMG)方法,能够在有效抑制噪声的同时很好的保留... 滚动轴承故障信号是一种典型的周期性冲击信号,如何从含有强噪声的振动信号中有效地提取出冲击特征信号是轴承故障诊断的关键。基于数学形态学理论,提出了一种自适应多尺度形态梯度变换(AMMG)方法,能够在有效抑制噪声的同时很好的保留信号的细节。仿真信号和实测轴承故障信号的分析结果表明,与常用的包络解调分析和近来提出的另一种基于数学形态学的形态闭变换方法相比较,自适应多尺度形态梯度变换具有更强的噪声抑制和脉冲提取能力,并且计算简单、快速,为滚动轴承故障特征提取提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 数学形态学 自适应多尺度形态梯度 滚动轴承 故障诊断 特征提取
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油液监测技术的现状与发展 被引量:17
11
作者 张英堂 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期65-66,共2页
本文简述了油液监测技术在我国应用和研究的现状,重点讨论了油液监测技术在今后的发展方向。
关键词 油液监测 油液分析 铁谱技术 故障诊断 状态监测 润滑油
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基于数学形态学的分形维数计算及在轴承故障诊断中的应用 被引量:30
12
作者 李兵 张培林 +2 位作者 刘东升 米双山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期191-194,共4页
滚动轴承故障信号是一种典型的非线性信号,分形几何为描述轴承故障信号的特性提供了一个有力的分析工具。基于数学形态学的分形维数是在Minkowski-Boulingand维数基础上拓展的一种采用形态学操作计算分形维数的新方法。较详细的阐述了... 滚动轴承故障信号是一种典型的非线性信号,分形几何为描述轴承故障信号的特性提供了一个有力的分析工具。基于数学形态学的分形维数是在Minkowski-Boulingand维数基础上拓展的一种采用形态学操作计算分形维数的新方法。较详细的阐述了基于数学形态学的分维数计算方法,对比分析了与传统盒维数方法的区别与联系,并对实际的滚动轴承正常、滚动体故障、内圈故障和外圈故障信号进行了分析,结果表明,基于数学形态学的分维数计算方法具有计算速度快,估计准确稳定的特点,为准确判断滚动轴承故障状态提供了一种快速有效的新方法。 展开更多
关键词 分形 数学形态学 滚动轴承 故障诊断 特征提取
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基于支持向量的单类分类方法综述 被引量:27
13
作者 吴定海 张培林 +1 位作者 陈非 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期187-189,共3页
研究基于支持向量机理论和单类分类思想的2种支持向量域数据描述模型,即单分类支持向量机和支持向量描述模型,分析2类模型之间的区别和联系以及参数的优化设置,总结支持向量域单分类方法存在的缺点以及目前对这2类支持向量描述模型研究... 研究基于支持向量机理论和单类分类思想的2种支持向量域数据描述模型,即单分类支持向量机和支持向量描述模型,分析2类模型之间的区别和联系以及参数的优化设置,总结支持向量域单分类方法存在的缺点以及目前对这2类支持向量描述模型研究的改进方向。 展开更多
关键词 单类分类 支持向量 数据描述 模式识别
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融合LBP和GLCM的纹理特征提取方法 被引量:23
14
作者 张培林 +1 位作者 寇玺 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第11期199-201,共3页
为提取有效的特征用于纹理描述和分类,提出一种融合局部二进制模式(LBP)和灰度共生矩阵(GLCM)的纹理特征提取方法。利用旋转不变的LBP算子处理纹理图像,得到LBP图像及其GLCM,采用对比度、相关性、能量和逆差矩描述图像的纹理特征。实验... 为提取有效的特征用于纹理描述和分类,提出一种融合局部二进制模式(LBP)和灰度共生矩阵(GLCM)的纹理特征提取方法。利用旋转不变的LBP算子处理纹理图像,得到LBP图像及其GLCM,采用对比度、相关性、能量和逆差矩描述图像的纹理特征。实验结果表明,与其他方法相比,该方法提取的纹理特征具有更强的纹理鉴别能力,平均分类正确率达到93%。 展开更多
关键词 纹理分析 特征提取 Haralick特征 GABOR滤波器 局部二进制模式 灰度共生矩阵
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形态学广义分形维数在发动机故障诊断中的应用 被引量:23
15
作者 李兵 张培林 +2 位作者 刘东升 米双山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期208-211,259,共5页
发动机故障信号是一种典型的非线性信号,分形几何理论为描述非线性故障信号的特性提供了一个有力的分析工具。广义分形维数能够很好的描述信号的几何特征和局部尺度行为,所蕴含的信息比单一的分形维数要深刻而全面。针对传统的广义分形... 发动机故障信号是一种典型的非线性信号,分形几何理论为描述非线性故障信号的特性提供了一个有力的分析工具。广义分形维数能够很好的描述信号的几何特征和局部尺度行为,所蕴含的信息比单一的分形维数要深刻而全面。针对传统的广义分形维数计算方法的缺陷,本文提出基于数学形态学操作的广义分形维数计算方法,并对发动机正常、失火和气门间隙过大故障信号进行了分析,结果表明,与传统的盒计数法计算的广义分形维数相比,形态学广义分形维数能够更加有效地区分发动机在不同状态下的信号,并且数学形态学只涉及简单的加减和取大、取小运算,因此计算简单快速,为准确判断发动机故障状态提供了一种快速有效的新方法。 展开更多
关键词 数学形态学 多重分形 广义分形维数 发动机 故障诊断 特征提取
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基于增量式PID控制的半导体制冷温控系统 被引量:23
16
作者 王怀光 范红波 +1 位作者 马超 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第11期110-113,共4页
为实现半导体制冷装置制冷温度的精确控制,设计了基于数字式温度传感器DS18B20的控制硬件和基于增量式PID的控制算法。多个DS18B20构成分布式的温度采集系统,获取试验箱内的温度数据,并传递给上位机。温度控制算法根据最近三次温度采样... 为实现半导体制冷装置制冷温度的精确控制,设计了基于数字式温度传感器DS18B20的控制硬件和基于增量式PID的控制算法。多个DS18B20构成分布式的温度采集系统,获取试验箱内的温度数据,并传递给上位机。温度控制算法根据最近三次温度采样值计算控制量,进而确定半导体制冷片的工作状态,调节箱体内的温度。在给定目标温度的前提下,进行了80min的制冷试验,试验结果表明该温控系统具有较好的控制效果。 展开更多
关键词 半导体制冷 增量式PID控制 温度控制
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基于模糊熵与LS-SVM的轴承故障诊断 被引量:22
17
作者 杨望灿 张培林 +1 位作者 李俊 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期666-670,共5页
由于滚动轴承不同状态的振动信号具有不同复杂度的特点,提出利用模糊熵和最小二乘支持向量机(LSSVM)实现轴承故障的准确诊断。模糊熵将模糊理论引入到数据序列的复杂度测度中,能够测量出不同复杂度的数据序列。根据模糊熵计算方法,选择... 由于滚动轴承不同状态的振动信号具有不同复杂度的特点,提出利用模糊熵和最小二乘支持向量机(LSSVM)实现轴承故障的准确诊断。模糊熵将模糊理论引入到数据序列的复杂度测度中,能够测量出不同复杂度的数据序列。根据模糊熵计算方法,选择最优参数计算轴承振动信号的模糊熵,作为区分轴承不同故障状态的特征参数。以轴承振动信号的模糊熵为输入,以最小二乘支持向量机为分类器,准确识别轴承故障状态。轴承实测振动信号分析表明,方法能够有效诊断轴承故障,提高故障诊断的准确率。 展开更多
关键词 模糊熵 最小二乘支持向量机 滚动轴承 故障诊断
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基于空间坐标解算的火炮调炮精度检测方法研究 被引量:21
18
作者 罗鸿飞 张英堂 +1 位作者 刘昆仑 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第3期50-52,共3页
针对火炮调炮精度检测方法中存在的不足,提出了一种利用双经纬仪和计算机组成测量系统进行火炮调炮精度检测的新方法。通过建立测量系统的数学模型,得出了坐标系内任意点的坐标计算公式。在此基础上,结合火炮瞄准装置校准过程的相应情... 针对火炮调炮精度检测方法中存在的不足,提出了一种利用双经纬仪和计算机组成测量系统进行火炮调炮精度检测的新方法。通过建立测量系统的数学模型,得出了坐标系内任意点的坐标计算公式。在此基础上,结合火炮瞄准装置校准过程的相应情况推导出了火炮实际调炮角度的解算模型。该解算模型只需2台经纬仪同时测出炮身轴线上2个设定点在调炮前后的方位角和高低角,通过计算就可得出其实际调炮角度。以此为基础的调炮精度检测方法能提高火炮调炮精度检测的快速化、准确化和自动化。 展开更多
关键词 工程测量技术 火炮 经纬仪 瞄准装置 调炮精度 空间解算
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新型超声磨粒传感器输出特性研究 被引量:19
19
作者 徐超 张培林 +3 位作者 王正军 李一宁 吕纯 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期90-95,共6页
设计了一种新型超声磨粒传感器,对传感器的输出一致性以及油液温度、黏度对传感器输出的影响进行了试验分析.结果表明:该超声磨粒传感器能够有效检测润滑油中小至45μm的磨粒并且具有良好的输出一致性;传感器的输出随着油液温度与黏度... 设计了一种新型超声磨粒传感器,对传感器的输出一致性以及油液温度、黏度对传感器输出的影响进行了试验分析.结果表明:该超声磨粒传感器能够有效检测润滑油中小至45μm的磨粒并且具有良好的输出一致性;传感器的输出随着油液温度与黏度的增加而减小;高温时,因温度升高导致的换能器性能下降明显;低温时,高黏度油液对声波的吸收衰减作用显著.提出了磨粒在检测区域中的轴向位置及油液温度、黏度影响因素的修正方法. 展开更多
关键词 磨粒监测 磨粒传感器 超声波 传感器输出特性
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某型柴油机磨损特点及油液光谱分析诊断研究 被引量:17
20
作者 高经纬 张培林 +1 位作者 张英堂 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期571-576,共6页
从磨损类型、磨损过程、主要摩擦副、样本数据分布以及磨损元素相关系数等几个方面系统分析了某型柴油机的磨损特点,并且针对柴油机磨损状态监测问题研究了油液光谱分析的诊断原理,制定了浓度模型、梯度模型和比例模型等数据分析模型的... 从磨损类型、磨损过程、主要摩擦副、样本数据分布以及磨损元素相关系数等几个方面系统分析了某型柴油机的磨损特点,并且针对柴油机磨损状态监测问题研究了油液光谱分析的诊断原理,制定了浓度模型、梯度模型和比例模型等数据分析模型的界限值,提出了适合光谱数据预测的灰色模型和时间序列模型预测方法,为柴油机磨损状态监测提供了一整套可行的监测方案。 展开更多
关键词 摩擦磨损 油液光谱分析 状态监测 故障诊断 发动机
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