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基于微分形态学梯度风力发电机叶片缺陷边缘增强的红外检测研究 被引量：10
1
作者 康爽 陈长征 +1 位作者 罗园庆 周勃 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期432-437,共6页
针对风力发电机叶片红外检测探伤中,对缺陷轮廓信息识别难度高的问题,提出一种基于膨胀腐蚀的微分形态学梯度(DMG)边缘增强方法。首先,在风场实验测得缺陷红外热图像;其次,对红外图像进行Sobel算子、Prewitt算子、膨胀腐蚀算子、DMG算... 针对风力发电机叶片红外检测探伤中,对缺陷轮廓信息识别难度高的问题,提出一种基于膨胀腐蚀的微分形态学梯度(DMG)边缘增强方法。首先,在风场实验测得缺陷红外热图像;其次,对红外图像进行Sobel算子、Prewitt算子、膨胀腐蚀算子、DMG算子的对比,采用四相邻原则对比度作为衡量标准;最后,将原图与DMG图进行融合,通过对比度受限自适应均衡化的方法对融合图像进行增强,将增强图像显示在检测软件中。实验结果表明,所提出的算法能有效增强缺陷的边缘轮廓信息,可解决叶片红外检测时缺陷轮廓识别难的问题。 展开更多
关键词 风力发电机叶片 膨胀腐蚀 缺陷识别 红外检测 图像融合
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基于增强型卷积神经网络的风力发电机行星齿轮箱故障诊断方法 被引量：5
2
作者 梁舒曼 谷艳玲 +1 位作者 罗园庆 陈长征 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期146-152,共7页
针对风力发电机行星齿轮箱的健康维护和状态检测难以诊断的问题,该文提出一种初始网与膨胀卷积相融合的初始膨胀卷积神经网络(IDCNN)的故障诊断研究方法。该方法首先构建初始膨胀卷积层以扩大感受野来使学习到的故障特征更加丰富。随后... 针对风力发电机行星齿轮箱的健康维护和状态检测难以诊断的问题,该文提出一种初始网与膨胀卷积相融合的初始膨胀卷积神经网络(IDCNN)的故障诊断研究方法。该方法首先构建初始膨胀卷积层以扩大感受野来使学习到的故障特征更加丰富。随后为了方便信号输入且确保信息丰富,将采用将一维原始信号序列转化为二维矩阵的预处理方法。最终将生成的二维信号输入到IDCNN中进行模型训练,并用测试数据对模型进行评估。实验结果表明,提出的IDCNN方法在风力发电机行星齿轮箱的故障诊断中精度高,在对比结果中该文提出方法的诊断精度要高于传统的深度学习方法。 展开更多
关键词 风力发电机 初始网 膨胀卷积神经网络 行星齿轮箱 故障诊断
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自适应差异多尺度形态学的风力机叶片红外图像增强研究 被引量：9
3
作者 康爽 陈长征 +2 位作者 赵思雨 罗园庆 孔祥希 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期786-792,共7页
为提高采用红外检测技术检测风力发电机叶片内部缺陷的能力,改善红外热像图的清晰度低、背景光照不均和细节识别能力弱等问题,提出了一种自适应差异多尺度形态学(ADMM)的图像增强算法。在膨胀和腐蚀运算中分别选择不同尺度的结构元素作... 为提高采用红外检测技术检测风力发电机叶片内部缺陷的能力,改善红外热像图的清晰度低、背景光照不均和细节识别能力弱等问题,提出了一种自适应差异多尺度形态学(ADMM)的图像增强算法。在膨胀和腐蚀运算中分别选择不同尺度的结构元素作为操作对象,采用对比度改善系数比最大值作为多尺度及差异尺度选择的目标函数;利用开、闭及顶帽运算的优势,提取多尺度下图像的明暗细节信息;通过白顶帽与黑顶帽差值运算得到细节增强信息,并与原图像融合得到增强的红外图像;通过调整图像的灰度分布达到最佳的视觉效果。仿真实验结果表明,该算法不仅有极强的鲁棒性,而且能有效地增强光照不均情况下的红外图像细节,提高红外检测在风力发电机叶片中的探伤能力。 展开更多
关键词 风力发电机叶片 红外检测 直方图均衡化 结构元素 图像增强
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基于增强组合差分形态滤波器的大型风力机轴承故障诊断 被引量：6
4
作者 赵思雨 陈长征 +1 位作者 罗园庆 苗宝权 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期424-430,共7页
针对由于大型风力发电机的工作环境恶劣其发电机轴承的故障特征信息会受到强背景噪声和电磁噪声干扰而难以检测的问题,提出一种新的增强组合差分形态滤波器(ECGMF)用于检测滚动轴承的故障特征信息。该方法结合改进的基本形态学算子的特... 针对由于大型风力发电机的工作环境恶劣其发电机轴承的故障特征信息会受到强背景噪声和电磁噪声干扰而难以检测的问题,提出一种新的增强组合差分形态滤波器(ECGMF)用于检测滚动轴承的故障特征信息。该方法结合改进的基本形态学算子的特点,构造一种既能保留信号的故障特征,又能抑制噪声干扰的增强组合差分形态学算子。此外,为了解决峭度准则和信噪比在选择结构元素的尺度时不够准确的问题,采用特征频率强度系数(C_(CFI))来自适应优化结构元素的尺度。仿真和实验结果表明,所提出的方法能有效提取风力机轴承故障的特征信息。与其他形态滤波器的对比结果验证该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 故障诊断 风力发电机 数学形态学 信号处理 轴承
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基于增强形态滤波与三阶累积量对角切片谱的风力发电机滚动轴承故障诊断方法 被引量：5
5
作者 罗园庆 陈长征 赵思雨 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期373-381,共9页
针对大型风力发电机滚动轴承的故障信号受到强背景噪声干扰不易识别的问题,提出一种基于增强形态滤波与三阶累积量对角切片谱相结合的故障诊断检测方法。该方法首先在研究基本形态学算子的基础上,构建一种新的增强型形态学算子(EMDO);... 针对大型风力发电机滚动轴承的故障信号受到强背景噪声干扰不易识别的问题,提出一种基于增强形态滤波与三阶累积量对角切片谱相结合的故障诊断检测方法。该方法首先在研究基本形态学算子的基础上,构建一种新的增强型形态学算子(EMDO);随后利用特征能量因子(FEF)选择出EMDO算子的最优结构元素尺度;最后利用三阶累积量对角切片谱的消噪性能来进一步增强EMDO算子对风力发电机轴承故障信息的特征提取能力。仿真和对比实验结果表明,所提方法能有效消除高斯白噪生的干扰,对提取风力发电机轴承的故障特征信息起到增强的效果。 展开更多
关键词 风力发电机 形态滤波 三阶累积量对角切片谱 滚动轴承 故障诊断
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基于经验模态分解谱峭度重构峰值定位的电机噪声溯源方法
6
作者 冯爽 许琦 +1 位作者 罗园庆 陈长征 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2023年第12期35-39,共5页
针对无刷直流电机噪声溯源问题,提出了一种基于经验模态分解谱峭度重构峰值定位(EMD-KR-FP)的电机噪声溯源方法。首先经理论计算得到径向电磁力、转矩脉动和共振引起的电磁噪声的特征频率,定义特征频率集,并采用经验模态分解(EMD)方法... 针对无刷直流电机噪声溯源问题,提出了一种基于经验模态分解谱峭度重构峰值定位(EMD-KR-FP)的电机噪声溯源方法。首先经理论计算得到径向电磁力、转矩脉动和共振引起的电磁噪声的特征频率,定义特征频率集,并采用经验模态分解(EMD)方法对电机噪声时域信号进行分解;然后根据谱峭度理论筛选本征模态函数(IMF)分量进行信号重构,对重构信号进行傅里叶变换,使用峰值定位算法对频谱上贡献最大的几个峰值进行峰值频率提取并与特征频率集的频率进行对照,确定引起电机电磁噪声的原因。试验结果表明,该方法有效,与传统阶次分析法相比,工作量显著降低。 展开更多
关键词 无刷直流电机 经验模态分解谱峭度重构 噪声溯源
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考虑感应电动机模型的质量偏心单盘转子系统Sommerfeld效应及不平衡响应分析 被引量：3
7
作者 孔祥希 牛俊开 +1 位作者 罗园庆 许琦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期137-144,共8页
Sommerfeld效应是由于非理想原动机在转子系统临界转速附近无法提供足够的动力而产生的一种非线性跳跃现象。研究了由感应电动机驱动的一个质量偏心单盘转子系统的Sommerfeld效应及不平衡响应。将感应电动机的动力学模型引入到转子系统... Sommerfeld效应是由于非理想原动机在转子系统临界转速附近无法提供足够的动力而产生的一种非线性跳跃现象。研究了由感应电动机驱动的一个质量偏心单盘转子系统的Sommerfeld效应及不平衡响应。将感应电动机的动力学模型引入到转子系统中,建立了电动机-转子系统动力学模型。在充分考虑电动机与转子系统相互作用的基础上,得到了供电频率与转子转速之间的关系表达式,并进行了稳定性分析。对具有不同质量偏心的电动机-转子系统的不平衡响应进行了分析,并基于Matlab/Simulink进行了仿真验证。结果表明:当转子偏心质量与转子总质量的质量比η<0.026时,电动机能够提供足够动力使转子系统平稳通过临界转速,电动机-转子系统不会出现Sommerfeld效应;当质量比满足0.026<η<0.083时,在转子系统临界转速附近,电动机所提供的最大电磁转矩小于转子系统平稳通过临界转速所需输出转矩,电动机-转子系统出现Sommerfeld效应;当η>0.083时,随着感应电动机供电频率的增加,电动机将无法提供足够的动力使转子系统通过临界转速,转子系统转速将始终低于临界转速。通过研究,可以为转子系统的动力设计与选型提供借鉴。 展开更多
关键词 转子系统 感应电动机 Sommerfeld效应 非线性跳跃
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三相异步电动机驱动振动系统的Sommerfeld效应分析 被引量：1
8
作者 姜娇 孔祥希 +2 位作者 罗园庆 许琦 陈长征 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期127-134,共8页
提供有限动力的原动机称为非理想原动机。在工程中,几乎所有提供动力的原动机均为非理想原动机。由非理想原动机带动的振动系统称为非理想振动系统。在非理想振动系统中,原动机与振动系统的运动状态是相互作用、相互影响的。Sommerfeld... 提供有限动力的原动机称为非理想原动机。在工程中,几乎所有提供动力的原动机均为非理想原动机。由非理想原动机带动的振动系统称为非理想振动系统。在非理想振动系统中,原动机与振动系统的运动状态是相互作用、相互影响的。Sommerfeld效应是由于非理想原动机在振动系统共振区附近无法提供足够动力而产出的一种非线性跳跃现象。该试验研究了由一种典型原动机——三相异步电动机驱动振动系统的Sommerfeld效应。将三相异步电动机的动力学模型引入到振动系统中,建立了非理想振动系统的动力学模型。采用解析方法,建立了电机供电频率与转速之间的解析表达式,并应用摄动法进行了稳定性分析。基于MATLAB/Simulink进行了仿真验证,说明了所采用解析方法的正确性。分析了偏心质量与电机功率对非理想振动系统的影响规律。通过研究发现,对于非理想振动系统的研究必须充分考虑原动机与振动系统的相互作用,忽略二者之间的相互作用是不合适的。 展开更多
关键词 Sommerfeld效应 三相异步电动机 振动系统 跳跃现象
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基于自适应增强差分积形态滤波器的滚动轴承故障特征提取方法 被引量：16
9
作者 苗宝权 陈长征 +1 位作者 罗园庆 赵思雨 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期78-88,共11页
为了在强背景噪声下提取滚动轴承微弱的故障特征信息。提出一种新的自适应增强差分积形态滤波方法(Adaptive enhanced difference product morphological filter,AEDPO)用于滚动轴承早期的故障诊断。首先,结合已有的四种形态学滤波算子... 为了在强背景噪声下提取滚动轴承微弱的故障特征信息。提出一种新的自适应增强差分积形态滤波方法(Adaptive enhanced difference product morphological filter,AEDPO)用于滚动轴承早期的故障诊断。首先,结合已有的四种形态学滤波算子滤波的能力,提出一种改进的增强差分积形态滤波算子(Enhanced difference product morphological filter operation,EDPO),该算子具有在强背景噪声下提取周期性脉冲特征的能力。随后,针对形态滤波过程中最优的结构元素(Structuring element,SE)尺度选择问题,提出一种新的自适应选择策略,名为峭度特征能量积(Kurtosis feature energy product,KF)。最后,EDPO算子凭借最优的SE尺度进行滤波处理,提取滚动轴承早期的故障特征。通过对仿真信号和实测滚动轴承内圈故障信号进行分析,结果表明AEDPO方法能够有效地在强背景噪声中提取滚动轴承微弱的故障特征,对比于传统的形态滤波方法更能体现该方法的准确性和优越性。 展开更多
关键词 形态滤波 滚动轴承 故障特征提取 故障诊断
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