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南小河沟流域水土保持碳汇能力评估研究
1
作者 张西宁 曹丹 +3 位作者 李超 刘恭辅 靳琪 袁鹏超 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期117-122,共6页
为探索黄土高原地区小流域综合治理碳汇能力评估方法,以黄土高塬沟壑区南小河沟流域为研究对象,把1952年在该流域内设立的水土保持综合治理试验场作为核算情景、未治理对比观测小流域董庄沟作为基线情景,通过遥感影像解译、无人机航测... 为探索黄土高原地区小流域综合治理碳汇能力评估方法,以黄土高塬沟壑区南小河沟流域为研究对象,把1952年在该流域内设立的水土保持综合治理试验场作为核算情景、未治理对比观测小流域董庄沟作为基线情景,通过遥感影像解译、无人机航测、野外调查等取得研究区土地利用情况,把人工林地划分为10个碳层进行样区设置、植被和土壤样品采集及理化指标测定,评估了人工林地增绿增汇、植物措施和淤地坝保土固碳、流域综合治理减蚀减排3种主要途径的碳汇能力。结果表明:人工林地增绿增汇能力为6.40 t/(hm^(2)·a),其中植被碳库、土壤碳库碳汇能力分别为5.85、0.55 t/(hm^(2)·a);植物措施保土固碳能力为0.92 t/(hm^(2)·a),淤地坝(坝地)保土固碳能力为30.84 t/(hm^(2)·a);流域综合治理减蚀减排能力为0.14 t/(hm^(2)·a)。淤地坝保土固碳能力最大但坝地面积相对较小、人工林地增绿增汇能力与淤地坝相比相对较小但面积较大、减蚀减排是通过优化土地管理措施减缓大气二氧化碳浓度上升的重要环节,三者相辅相成、不可偏废。建议:因地制宜大力兴建淤地坝,加强对水土保持林的管护和更新,各项治理措施协同配合,更好地发挥水土保持综合治理的碳汇作用,提高区域水土保持碳汇能力。 展开更多
关键词 水土保持 碳汇能力 增绿增汇 保土固碳 减蚀减排 评估 南小河沟流域
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多尺度直线位移测量实验系统的开发与应用——以“机械工程测试技术”课程为例
2
作者 杨立娟 张西宁 +2 位作者 王保建 严如强 郭艳婕 《工业和信息化教育》 2024年第2期71-75,90,共6页
为促进国家级一流本科课程“机械工程测试技术”的建设,开发了一套多尺度直线位移测量实验系统,包括直线位移台、采集控制器、测量分析软件。直线位移台通过步进电机带动丝杠移动检测板改变被测位移,设计了专用的传感器安装支架,可安装... 为促进国家级一流本科课程“机械工程测试技术”的建设,开发了一套多尺度直线位移测量实验系统,包括直线位移台、采集控制器、测量分析软件。直线位移台通过步进电机带动丝杠移动检测板改变被测位移,设计了专用的传感器安装支架,可安装多种位移传感器。设计了采集控制器,实现电机控制、数据采集、供电等功能。基于LabVIEW软件开发了位移测量分析软件,可以进行多种位移传感器的灵敏度分析和信号采集分析。该实验系统已用于实验教学,且教学效果良好,可以锻炼学生分析和解决复杂测试问题的能力。 展开更多
关键词 测试技术 多尺度直线位移 位移测量 实验系统开发
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甜菜BvNLP2-like基因敲除载体构建与拟南芥中模拟敲除
3
作者 王希 陶艳昵 +3 位作者 张西宁 张琦 李志烨 赵春雷 《中国糖料》 2025年第2期20-26,共7页
【目的】为研究此前自甜菜中发现的BvNLP2-like基因的功能,需要观察其过表达与基因敲除对性状的影响。本研究旨在构建该基因的敲除载体,同时构建拟南芥中同源基因敲除载体并进行模拟敲除。【方法】以甜菜BvNLP2-like基因为研究对象,利用... 【目的】为研究此前自甜菜中发现的BvNLP2-like基因的功能,需要观察其过表达与基因敲除对性状的影响。本研究旨在构建该基因的敲除载体,同时构建拟南芥中同源基因敲除载体并进行模拟敲除。【方法】以甜菜BvNLP2-like基因为研究对象,利用CRISPR/Cas9基因编辑基础载体,设计构建BvNLP2-like基因的敲除载体;同时寻找拟南芥中与之同源的基因,构建该拟南芥基因的敲除载体,最后利用农杆菌介导法将拟南芥基因敲除载体转化拟南芥以验证敲除效果。【结果】设计并构建了BvNLP2-like基因的敲除载体pHK2-Cas9-U6-BV,拟南芥中同源基因的敲除载体pHK2-Cas9-U6-AT,通过模拟敲除得到了基因组中目的基因发生缺失突变的植株,表明使用CRISPR/Cas9基因编辑技术可以成功实现该NLP基因的敲除。【结论】本研究得到了2种可用于NLP基因基因敲除的载体,为此基因在甜菜中的功能研究奠定了基础。 展开更多
关键词 甜菜 NLP基因 CRISPR/Cas9 载体构建 基因敲除
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主分量分析和隐马尔科夫模型结合的轴承监测诊断方法 被引量：29
4
作者 张西宁 雷威 李兵 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1-7,109,共8页
为了快速识别轴承的故障模式以及性能退化状态,提出了一种基于主分量分析和隐马尔科夫模型的轴承监测诊断方法。该方法首先提取了轴承振动信号的混合域故障特征集,使用主分量分析对混合域故障特征集降维,然后使用降维后的特征训练隐马... 为了快速识别轴承的故障模式以及性能退化状态,提出了一种基于主分量分析和隐马尔科夫模型的轴承监测诊断方法。该方法首先提取了轴承振动信号的混合域故障特征集,使用主分量分析对混合域故障特征集降维,然后使用降维后的特征训练隐马尔科夫模型,最后用降维后的测试样本测试模型的性能,根据隐马尔科夫模型输出的对数似然概率,确定轴承故障模式以及轴承的性能退化状态。开展了不同状态滚动轴承振动测试实验,数据分析结果表明,提出的方法诊断准确率均能达到100%,相比基于补偿距离选择特征降维及隐马尔科夫模型诊断方法,最高将分类离散度提高123.74%,并且在轴承的性能退化实验中,提出的方法能在故障早期给出故障预警,证明了该方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 混合域故障特征集 主分量分析 隐马尔科夫模型 轴承监测诊断
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一种新的盲声源信号分离方法及其应用 被引量：6
5
作者 张西宁 穆安乐 温广瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期6-8,20,共4页
从盲声源信号的独立性出发,提出了一种新的盲声源混合信号分离方法.该方法基于信号联合概率的分布统计,利用信号联合概率的方向导数熵最小获得最佳的旋转角度,最终实现盲信号分离.与快速独立分量分析方法及神经网络方法相比,该方法不需... 从盲声源信号的独立性出发,提出了一种新的盲声源混合信号分离方法.该方法基于信号联合概率的分布统计,利用信号联合概率的方向导数熵最小获得最佳的旋转角度,最终实现盲信号分离.与快速独立分量分析方法及神经网络方法相比,该方法不需要迭代计算.采用新的盲声源信号分离方法对轴承试验台的混合声音信号进行识别,将电机和滚动轴承的声音分离出来,进而可以准确识别机械的故障. 展开更多
关键词 声源信号 混合信号 盲信号分离 声音信号 分布统计 独立分量分析 故障 联合概率 迭代计算 神经网络方法
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一种改进的随机减量信号提取方法 被引量：30
6
作者 张西宁 屈梁生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期106-107,110,共3页
在分析了随机减量信号原理和提取的基础上，针对随机减量提取方法存在的问题，提出了一种改进的随机减量信号提取方法，并对改进的方法进行了证明；通过对实际数据的计算比较，说明了当信号长度一定时，改进方法可在一定程度上解决截取... 在分析了随机减量信号原理和提取的基础上，针对随机减量提取方法存在的问题，提出了一种改进的随机减量信号提取方法，并对改进的方法进行了证明；通过对实际数据的计算比较，说明了当信号长度一定时，改进方法可在一定程度上解决截取幅值和平均次数的矛盾． 展开更多
关键词 随机减量法 信号提取 随机振动信号 ITD
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变转速齿轮箱振动信号监测的无键相时域同步平均方法 被引量：7
7
作者 张西宁 吴婷婷 +1 位作者 徐进杰 李兵 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期111-114,133,共5页
为了克服传统时域同步平均方法应用中需要键相信号及恒定转速的要求,提出了一种不需要键相信号的变转速齿轮箱振动信号时域同步平均方法.该方法通过振动信号时频域滤波及滤波信号的瞬时相位计算来估计齿轮箱的瞬时转速,通过对原始振动... 为了克服传统时域同步平均方法应用中需要键相信号及恒定转速的要求,提出了一种不需要键相信号的变转速齿轮箱振动信号时域同步平均方法.该方法通过振动信号时频域滤波及滤波信号的瞬时相位计算来估计齿轮箱的瞬时转速,通过对原始振动信号的等角度间隔重采样来消除转速变化的影响,并用重采样信号进行了时域同步平均.变转速齿轮箱实验台的实验数据分析表明,该方法可以准确地估计变转速齿轮箱的瞬时转速,从而消除了齿轮箱转速波动对振动信号的影响.重采样信号的时域同步平均结果为齿轮监测诊断提供了有效信息. 展开更多
关键词 监测诊断 时域同步平均方法 时频域滤波
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一种自适应形态滤波算法及其在轴承故障诊断中的应用 被引量：13
8
作者 张西宁 唐春华 +1 位作者 周融通 雷威 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1-8,37,共9页
针对工程实际中的故障诊断受限于零部件故障先验知识缺乏、振动信号调制及噪声成分复杂等问题,提出了一种滚动轴承故障诊断的自适应形态学滤波方法。在对基本形态算子和组合形态算子原理分析的基础上,利用非线性滤波器幅频响应分析法,... 针对工程实际中的故障诊断受限于零部件故障先验知识缺乏、振动信号调制及噪声成分复杂等问题,提出了一种滚动轴承故障诊断的自适应形态学滤波方法。在对基本形态算子和组合形态算子原理分析的基础上,利用非线性滤波器幅频响应分析法,获得了不同形态算子的滤波特性,定量分析了结构元素尺度参数对滤波效果的影响。对典型的滚动轴承故障模型及振动信号进行分析,获得了故障轴承运行的主要特征,确定了结构元素尺度参数选定策略,数值仿真实验验证了该方法的可行性。进行滚动轴承实验振动信号分析,结果表明,与参数优化的组合形态滤波差值算子(CMFH)相比,所提方法至少将信号的特征幅值能量比提高了29.8%、算法效率提高了50.0%,可清晰、准确、快速地将滚动轴承外圈和内圈的故障特征呈现出来,进一步证明了该方法在机械故障诊断应用上的可靠性和实用性。 展开更多
关键词 数学形态学 自适应滤波 结构元素 滚动轴承 故障诊断
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一种改进的局部倒频谱分析方法 被引量：5
9
作者 张西宁 李兵 雷威 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-5,14,共6页
针对倒频谱分析难以实现从低信噪比信号中检测故障的问题,在对局部倒频谱分析的基础上,提出了一种改进的局部倒频谱分析方法,并给出了改进局部倒频谱分析的原理和算法。该方法通过在时域引入相关消噪处理,降低时域原始信号中的非周期性... 针对倒频谱分析难以实现从低信噪比信号中检测故障的问题,在对局部倒频谱分析的基础上,提出了一种改进的局部倒频谱分析方法,并给出了改进局部倒频谱分析的原理和算法。该方法通过在时域引入相关消噪处理,降低时域原始信号中的非周期性分量的干扰,在频域引入相关消噪处理,降低频谱上非周期性谱峰影响,实现了频谱上周期性故障特征向零频率附近的聚集。改进的局部倒频谱分析方法解决了局部倒频谱方法存在的计算频带难以选择的问题,同时消除了对故障频域内周期性特征局部化分布的限制,扩展了应用范围。将该方法用于仿真信号以及故障齿轮实验测试信号的分析,结果表明,与传统倒频谱和局部倒频谱方法相比,提出的改进局部倒频谱分析方法具有强的抗噪能力,实验中较传统倒频谱和局部倒频谱方法分别多提供了8.05bit和1.11bit的诊断信息。该方法可用于实现从低信噪比信号中检测故障。 展开更多
关键词 倒频谱 振动信号处理 早期故障识别 齿轮 轴承
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注排液式砂轮在线动平衡技术研究 被引量：6
10
作者 张西宁 刘旭 吴婷婷 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1-5,102,共6页
为有效抑制磨削过程中由砂轮失衡引起的振动,提出了一种新的注排液式砂轮在线动平衡方法,并设计了平衡装置。通过控制注入平衡腔内的液体与计算排出平衡腔的液体,控制平衡腔内残余液体质量,进而利用残余液体提供合适的平衡校正量。分析... 为有效抑制磨削过程中由砂轮失衡引起的振动,提出了一种新的注排液式砂轮在线动平衡方法,并设计了平衡装置。通过控制注入平衡腔内的液体与计算排出平衡腔的液体,控制平衡腔内残余液体质量,进而利用残余液体提供合适的平衡校正量。分析平衡腔内液体的离心力与腔内液位半径的关系,建立动态注液模型。采用打靶法对排液用的短孔型节流阀进行参数标定,分析了影响节流阀参数的因素,建立了流量控制模型,实现了平衡腔中残余液体量的精确计算。动平衡实验结果表明,在砂轮转速为2 700r/min时进行校正,使用注排液式砂轮动平衡方法,振动幅值下降达89.25%,验证了提出的在线动平衡方法的可行性和平衡效果,同时也表明该平衡方法具有持续的平衡能力,解决了现有注液式在线动平衡腔满而丧失平衡能力的问题。 展开更多
关键词 砂轮 在线动平衡 注排液式 转子振动
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采用自适应基因粒子群算法优化隐马尔科夫模型的方法及应用 被引量：9
11
作者 张西宁 雷威 +1 位作者 杨雨薇 张雯雯 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1-8,共8页
针对隐马尔科夫模型参数学习算法易收敛于局部极值的问题,提出了一种自适应基因粒子群算法,并将该方法应用于隐马尔科夫模型的训练,实现对隐马尔科夫模型初始参数的优化。在基因粒子群算法的原理以及操作流程的基础上,采用了自适应的参... 针对隐马尔科夫模型参数学习算法易收敛于局部极值的问题,提出了一种自适应基因粒子群算法,并将该方法应用于隐马尔科夫模型的训练,实现对隐马尔科夫模型初始参数的优化。在基因粒子群算法的原理以及操作流程的基础上,采用了自适应的参数调整方法,提高了基因粒子群算法的优化性能。分析了所提方法的全局、局部搜索能力以及收敛速度,开展了不同状态滚动轴承的故障诊断实验和测试,并与基于粒子群算法优化隐马尔科夫模型初始参数的方法进行对比。实验结果表明,所提方法对正常、内圈故障、外圈故障以及滚动体故障轴承的诊断准确率均能达到100%,相比于基于粒子群算法优化隐马尔科夫模型初始参数的方法,最高将分类正确率提高了28.57%、分类离散度提高了268.58%,证明了方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 基因粒子群算法 自适应方法 参数优化 隐马尔科夫模型 轴承故障诊断
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一种利用磁流体液流变效应的在线动平衡方法 被引量：8
12
作者 张西宁 尤亚男 王奔 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期6-11,共6页
针对现有在线动平衡方法存在的缺陷,提出了一种新的基于磁流体流变效应的在线动平衡方法。从理论上分析和阐明了局部磁场作用下磁流体由于内部压力变化导致产生质量偏心的原理,利用线激光投影测量法,对不同磁场条件下的磁流体表面进行... 针对现有在线动平衡方法存在的缺陷,提出了一种新的基于磁流体流变效应的在线动平衡方法。从理论上分析和阐明了局部磁场作用下磁流体由于内部压力变化导致产生质量偏心的原理,利用线激光投影测量法,对不同磁场条件下的磁流体表面进行实验测试。对所得磁流体三维形貌图分析可知,在局部磁场作用方向上,磁流体质量偏心程度随磁感应强度的增加而增加,验证了利用磁流体流变效应实现动平衡的可行性。为实现对任意大小和方向失衡量的校正,设计了平衡容器及3个互成120°的共轭C型电磁铁,通过构建电磁铁有限元模型,对给定电流下电磁铁周围磁感应强度进行了分析。实验中利用电磁铁线圈电流变化实现在线动平衡,实验结果表明,磁流体流变效应产生的质量偏心可用于转子失衡校正,一次校正后不平衡量下降率达65.14%。实验验证了提出的动平衡方法的有效性。 展开更多
关键词 转子 在线动平衡 磁流体 电磁铁
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分数阶域滤波在启停车过程转频振动分量提取中的应用 被引量：3
13
作者 张西宁 郭金良 吴吉利 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期92-96,共5页
针对启停车过程中振动信号倍频分量对转频分量幅值和相位的影响问题,提出了一种基于分数阶域滤波提取转频振动分量的方法。该方法把分数阶傅里叶变换引入到回转机械启停车过程振动信号的预处理中,消除其他倍频振动分量的影响,提取出反... 针对启停车过程中振动信号倍频分量对转频分量幅值和相位的影响问题,提出了一种基于分数阶域滤波提取转频振动分量的方法。该方法把分数阶傅里叶变换引入到回转机械启停车过程振动信号的预处理中,消除其他倍频振动分量的影响,提取出反映失衡信息的转频分量。仿真信号和实验测试信号的分析结果表明,与其他方法相比,分数阶域滤波更适合处理启停车过程的振动信号,能够有效地去除倍频和噪声信号的干扰,提取出平整的转频振动分量。该算法简单,易实现,为回转机械失衡信息的预处理提供了一种有力手段。 展开更多
关键词 分数阶傅里叶变换 滤波 启停车过程 回转机械
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注排液型砂轮平衡装置控制策略与实验研究 被引量：6
14
作者 张西宁 刘旭 +1 位作者 张雯雯 夏心锐 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期223-230,共8页
为有效地解决砂轮失衡造成的磨床振动问题,介绍了一种新的注排液型砂轮平衡装置,为该平衡装置提供了一种液体控制策略,包括初次平衡进程和相位注液控制进程两部分。初次平衡进程根据系统初始值进行动平衡计算向平衡装置内注射液体,快速... 为有效地解决砂轮失衡造成的磨床振动问题,介绍了一种新的注排液型砂轮平衡装置,为该平衡装置提供了一种液体控制策略,包括初次平衡进程和相位注液控制进程两部分。初次平衡进程根据系统初始值进行动平衡计算向平衡装置内注射液体,快速地将不平衡量降低到一个很小的值;相位注液控制进程通过设定目标振动值,根据砂轮失衡量的相位信息选择相应的注射腔,采用模糊PID控制器控制电磁阀进行多次微量注液,将不平衡量维持在一个很低的水平。砂轮动平衡实验结果表明,转速为2 700 r/min时,采用此策略的注排液型平衡装置可以将不平衡振动快速、有效地降低到一个很低的水平,砂轮失衡造成的振动下降达89%,验证了提出策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 砂轮 自动平衡 注排液型 控制策略
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一种深度卷积自编码网络及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：51
15
作者 张西宁 向宙 唐春华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1-8,59,共9页
为了解决卷积神经网络权值往往只能随机初始化的问题,提出了一种卷积自编码器。以卷积池化过后的特征为权值,对反卷积核进行叠加,叠加步长为池化时的长度,将信号重构回原信号空间。以原信号与重构信号的差值最小为目标,对卷积核和反卷... 为了解决卷积神经网络权值往往只能随机初始化的问题,提出了一种卷积自编码器。以卷积池化过后的特征为权值,对反卷积核进行叠加,叠加步长为池化时的长度,将信号重构回原信号空间。以原信号与重构信号的差值最小为目标,对卷积核和反卷积核进行优化。进一步,编码特征可以作为新的输入,利用同样的方式进行编码,依次循环,最后给网络加上全连接网络和分类器,用少量带标签样本进行微调,形成具有复杂特征提取能力的深度卷积自编码网络。将该网络用于滚动轴承故障识别,将时域振动信号直接输入网络,在公共数据集——西储大学轴承数据集以及实验室实测数据集上均取得了比传统卷积神经网络要好得多的识别效果,例如在实验室实测数据集上将识别精度从0.799提高到了0.921。将底层提取到的特征通过反卷积核逐层重构,第一次在原信号空间看到了神经网络到底"学"到了什么。观察重构信号可知,卷积神经网络对信号特征的提取实际上就是对信号的一种分解,网络底层通道数对应信号分解时基的个数,通道内单个特征对应基分解时的时间点。提出的卷积自编码器以及对网络结构的分析可为后续科研技术人员构建卷积神经网络提供指导。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 自动编码器 轴承故障诊断
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基于迁移学习的小样本轴承故障诊断方法研究 被引量：45
16
作者 张西宁 余迪 刘书语 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期30-37,共8页
针对实际应用中训练样本严重不足的问题,提出了一种改进迁移学习方法,将模型在源域上学习的故障诊断知识迁移至目标域,并将其用于小样本轴承故障诊断研究。采用全局均值池化层代替卷积神经网络中的全连接层进行分类输出,减少了网络的待... 针对实际应用中训练样本严重不足的问题,提出了一种改进迁移学习方法,将模型在源域上学习的故障诊断知识迁移至目标域,并将其用于小样本轴承故障诊断研究。采用全局均值池化层代替卷积神经网络中的全连接层进行分类输出,减少了网络的待训练参数量。采用预训练微调的迁移学习方法,使用数量充足的源域样本来训练网络,避免了数据不足导致的过拟合现象。将网络结构和参数迁移至目标域后,微调较深层的网络参数,使得网络适应目标域样本的数据分布。在凯斯西储大学轴承数据集和实验室轴承数据集上进行了迁移学习实验和轴承分类诊断,结果表明:在跨工况和跨型号的情况下,仅使用1%目标域训练集数据进行微调时,所使用的方法获得了92.25%的平均分类准确率。所提方法完成了小样本下的滚动轴承故障迁移诊断任务,对迁移学习理论在轴承故障诊断中的研究应用具有一定价值。 展开更多
关键词 迁移学习 小样本 全局均值池化 轴承故障诊断
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堆叠自编码网络性能优化及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：34
17
作者 张西宁 向宙 +1 位作者 夏心锐 李立帆 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期49-56,87,共9页
为了解决堆叠自编码网络在参数较多时的梯度弥散问题,对网络每层的编码值进行了统计分析,发现大部分分布于激活函数的饱和区,这直接导致了神经元权值梯度的消失。为此,引入了一种标准化策略,将神经元按照样本进行归一化,然后引入两个待... 为了解决堆叠自编码网络在参数较多时的梯度弥散问题,对网络每层的编码值进行了统计分析,发现大部分分布于激活函数的饱和区,这直接导致了神经元权值梯度的消失。为此,引入了一种标准化策略,将神经元按照样本进行归一化,然后引入两个待学习参数进行缩放和平移,最后通过激活函数输出到下一级神经元。运用带标准化的堆叠自编码网络进行滚动轴承故障诊断,将振动信号的频谱输入到网络中。与普通堆叠自编码网络相比,该标准化策略可有效地使网络编码值均匀分布,如将第一层编码值的熵从0.88bit提高到了16.29bit。带标准化的堆叠自编码网络可有效提高网络的抗噪能力和训练速度:在凯斯西储大学滚动轴承数据集上,当人为添加噪声信号的信噪比为0dB时,识别正确率从16.18%提高到了100%;在实验室实测数据集上,不仅训练时间下降了37.22%,而且识别正确率从97.93%提高到了99.95%。对网络的编码值进行分析以及引入的标准化策略,可为科研技术人员构建堆叠自编码网络时提供参考,也为滚动轴承故障诊断提供了一种策略。 展开更多
关键词 故障诊断 堆叠自编码网络 标准化 滚动轴承
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一种转动容器中磁流体液表面形貌测量方法 被引量：2
18
作者 张西宁 张海星 吴婷婷 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-108,共6页
针对旋转容器中磁流体液表面形貌测量,提出了一种基于线型激光同步斩波调制投影的多步测量方法。采用与容器同步转动窗口斩波调制的线型激光投影方法获得了稳定的磁流体表面投影线,同时采用长时间多圈测量的平均和亮度增强效应,获得了... 针对旋转容器中磁流体液表面形貌测量,提出了一种基于线型激光同步斩波调制投影的多步测量方法。采用与容器同步转动窗口斩波调制的线型激光投影方法获得了稳定的磁流体表面投影线,同时采用长时间多圈测量的平均和亮度增强效应,获得了高亮度和对比度的磁流体表面投影线;采用高透光率的亚克力盖板,实现了磁流体密封与高透光测量的双重功能,研究并给出了考虑亚克力板折射率对测量结果影响的磁流体高度测量公式;构建了磁流体形貌测试实验台,并开展了不同转速、不同磁场强度下磁流体的形貌测量验证实验,通过多组实验测量提高精确度,并与理论分析进行磁流体变化规律对比验证。通过这种实验方法可测量在旋转运动中的磁流体表面形貌,真实反映磁流体受到磁场、离心力作用下的运动状态。 展开更多
关键词 磁流体 表面形貌 激光投影测量
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深度学习技术及其故障诊断应用分析与展望 被引量：46
19
作者 张西宁 郭清林 刘书语 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1-13,共13页
“大数据”时代给机械设备智能诊断带来了数据总量大、产生速度快、形式多、价值密度低等新挑战,传统智能故障诊断“人工特征提取+模式识别”的模式已然不能满足发展需求。本文分析了机械大数据的特性对故障诊断结果的影响,详述了堆叠... “大数据”时代给机械设备智能诊断带来了数据总量大、产生速度快、形式多、价值密度低等新挑战,传统智能故障诊断“人工特征提取+模式识别”的模式已然不能满足发展需求。本文分析了机械大数据的特性对故障诊断结果的影响,详述了堆叠自编码网络(SAE)、卷积神经网络(CNN)、深度置信网络(DBN)、循环神经网络(RNN)4个基本框架和其他深度学习模型在故障诊断领域,尤其是复杂机械数据的特征学习和各种机械设备健康监控任务的目标预测等相关研究。分析了不同模型的利弊和适应问题:SAE与DBN属于无监督学习模型,对数据要求较低,具有强大的特征提取能力,但性能难以保障;CNN在高维数据处理上优势明显,但训练迭代次数较多;RNN可以处理变化的时序数据。文中分析指出机械大数据下深度学习存在的问题:包括机械数据不平衡、来源分散;应用模式简单,缺乏对网络本身性能的分析;机械式引进较多,缺少适应性改造;学习处于“黑箱”阶段,无法解释等。最后,讨论了应对问题的有效措施并对深度学习未来的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 大数据 机械设备 深度学习
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基于多维缩放和随机森林的轴承故障诊断方法 被引量：22
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作者 张西宁 张雯雯 +1 位作者 周融通 余迪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-7,共7页
为快速准确识别轴承的运行状态,提出了一种基于多维缩放和随机森林的轴承故障诊断方法。该方法采用函数型数据分析,得到轴承振动信号自相关函数的拟合系数,构造故障特征集;使用网格搜索法优化随机森林参数,得到特征重要性排序;然后使用... 为快速准确识别轴承的运行状态,提出了一种基于多维缩放和随机森林的轴承故障诊断方法。该方法采用函数型数据分析,得到轴承振动信号自相关函数的拟合系数,构造故障特征集;使用网格搜索法优化随机森林参数,得到特征重要性排序;然后使用多维缩放方法对特征选择后的故障特征集进行降维;最后采用随机森林对降维后的故障特征进行诊断识别。为验证所提方法的有效性,开展了正常、内圈故障、外圈故障、滚子故障状态下的轴承振动实验,结果表明,函数型数据分析的特征提取方式能有效表征不同状态轴承振动信号的不同特征,与t分布随机邻域嵌入和主分量分析方法相比,多维缩放方法具有更高的类间距和类内距的比值,且优势明显,各类状态的诊断准确率均高达100%,较使用原始特征集的随机森林平均准确率提高了5%。 展开更多
关键词 函数型数据分析 多维缩放 随机森林 轴承故障诊断
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