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基于机器视觉的旋转机械微小振动放大方法实验研究
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作者 赵乐 段承杰 +3 位作者 丁鹏 翟立宏 张铭光 马波 《机电工程》 北大核心 2025年第1期42-50,共9页
基于机器视觉的旋转机械微小振动放大过程中,未能将大运动和微小运动分离,导致其放大结果会产生伪影。针对这一问题,提出了一种基于加速度滤波和振幅阈值滤波的微小振动放大方法。首先,采用了复值可操纵金字塔分解图像,将图像信号转变... 基于机器视觉的旋转机械微小振动放大过程中,未能将大运动和微小运动分离,导致其放大结果会产生伪影。针对这一问题,提出了一种基于加速度滤波和振幅阈值滤波的微小振动放大方法。首先,采用了复值可操纵金字塔分解图像,将图像信号转变为局部相位信号和局部幅值信号;然后,采用了加速度滤波算法从局部相位信号中分离出线性大运动信号,采用了振幅阈值滤波算法分离了非线性大运动信号,得到了微小振动信号,并对其进行了放大;最后,对放大信号和局部幅值信号采用复值可操纵金字塔逆变换重构了图像,构建了转子实验台,对上述微小振动放大方法的有效性进行了验证。研究结果表明:测点在水平和垂直方向上的振动位移幅值均低于0.15 mm,在局部放大图中可以明显分辨出低于5 Hz的转子基频信号,且其余频率成分未被放大。该方法在微小振动放大处理前增加大运动和微小振动分离过程,仅对微小振动进行处理,能够减少大运动对微小振动信号放大产生的干扰,有效改善了微小振动放大结果中的伪影问题。 展开更多
关键词 机械振动 去伪影 复值可操纵金字塔 加速度滤波 振幅阈值滤波 图像重构 非线性大运动和微小运动分离
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IGMM结合区间统计的机械故障预警方法研究
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作者 苏方健 刘文才 马波 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期154-158,共5页
针对机械工况恶劣、结构复杂,单特征门限报警的故障预警方法对其预警常出现误、漏报警事件的现状,提出一种无限高斯混合模型(IGMM,Infinite Gaussian Mixture Model)结合区间统计的机械故障预警方法。首先,将机械振动信号映射为高维特... 针对机械工况恶劣、结构复杂,单特征门限报警的故障预警方法对其预警常出现误、漏报警事件的现状,提出一种无限高斯混合模型(IGMM,Infinite Gaussian Mixture Model)结合区间统计的机械故障预警方法。首先,将机械振动信号映射为高维特征空间,对其所在空间进行区间划分。然后,利用IGMM估计出机械健康状态下高维特征空间在各区间频数的分布;利用累计计数方法统计出机械在实时状态下高维特征空间在各区间频数的分布。最后,对以上两个频数分布计算距离并将其与自学习得出的预警阈值作比较,实现故障预警。验证结果表明,提出方法的预警准确率较高且时效性较好。 展开更多
关键词 故障预警 无限高斯混合模型 机械设备
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基于特征贡献率的机械故障分类方法 被引量:2
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作者 马波 赵祎 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期458-464,622,共8页
为提高往复压缩机、航空发动机等复杂机械故障分类的准确率,依据特征参数对不同故障的敏感度存在差异的特性,提出一种狄利克雷过程混合模型(Dirichlet process mixture model,简称DPMM)与贝叶斯推断贡献(Bayesian inference contributi... 为提高往复压缩机、航空发动机等复杂机械故障分类的准确率,依据特征参数对不同故障的敏感度存在差异的特性,提出一种狄利克雷过程混合模型(Dirichlet process mixture model,简称DPMM)与贝叶斯推断贡献(Bayesian inference contribution,简称BIC)相结合的分析方法。采用DPMM方法自学习机械振动信号高维特征的统计分布模型,并依据BIC理论计算得到各特征参数对模型的贡献率,通过对比观测数据与各类故障数据特征贡献率间的差异实现故障分类。试验结果表明,该方法的平均分类准确率比基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,简称GMM)的故障诊断方法的平均分类准确率提高19.29%,比基于Relief算法的故障诊断方法的平均分类准确率提高32.71%,且该方法的时效性高,泛化性能强,能够更有效地进行复杂机械故障分类。 展开更多
关键词 故障诊断 特征贡献率 狄利克雷过程混合模型 贝叶斯推断
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基于GAN样本生成技术的智能诊断方法 被引量:18
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作者 马波 蔡伟东 赵大力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期153-160,共8页
基于数据驱动的设备故障智能诊断方法是监测设备健康状况的重要手段,然而实际应用中,难以获取到足量有效的故障数据训练智能诊断模型。鉴于设备健康状态数据充足和现有智能诊断方法故障机理利用不足,提出基于生成对抗网络(GAN)样本生成... 基于数据驱动的设备故障智能诊断方法是监测设备健康状况的重要手段,然而实际应用中,难以获取到足量有效的故障数据训练智能诊断模型。鉴于设备健康状态数据充足和现有智能诊断方法故障机理利用不足,提出基于生成对抗网络(GAN)样本生成技术的智能诊断方法。健康状态数据反映了设备个性特征,故障机理反映了设备共性特征,基于两种特征融合,得到故障数据样本,通过对深度卷积神经网络的训练为设备个体构建个性化的智能诊断模型。采用来自CWRU轴承数据和实验台模拟故障数据进行的实验结果表明,该方法相比现有智能诊断方法无需真实故障样本,在变负载条件下实现了很高的诊断准确率,具有较好的变工况迁移能力。 展开更多
关键词 生成对抗网络(GAN) 样本生成 故障机理 智能诊断 迁移学习
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薄壁机匣发动机轴承位置不平衡响应矢量逆推方法 被引量:2
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作者 冯坤 朱振桥 +3 位作者 左彦飞 王辰 胡明辉 耿斌斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期89-95,共7页
整机动平衡相较传统工艺动平衡可大幅提高整机不平衡振动控制效率;由于发动机振动测点位于薄壁机匣支承结构表面,无法直接测得轴承位置的不平衡响应矢量,使整机动平衡难度增大。为此,提出一种基于机匣外部测振信号的轴承位置不平衡响应... 整机动平衡相较传统工艺动平衡可大幅提高整机不平衡振动控制效率;由于发动机振动测点位于薄壁机匣支承结构表面,无法直接测得轴承位置的不平衡响应矢量,使整机动平衡难度增大。为此,提出一种基于机匣外部测振信号的轴承位置不平衡响应矢量逆推方法;虑及薄壁机匣支承结构动力特性的影响,通过仿真分析结合试验获得测点振动响应与轴承位置不平衡激励之间的影响函数矩阵;利用该函数矩阵及机匣外部振动测点实测响应逆推轴承位置不平衡响应矢量。通过对典型双转子发动机高保真机匣系统的数值仿真分析,验证了该方法的有效性;对于实现发动机转子不平衡矢量逆推以及整机振动控制具有工程应用价值。 展开更多
关键词 薄壁机匣 不平衡响应矢量 逆推 数值仿真
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轴承周期冲击激励下发动机薄壁支承结构响应机理研究 被引量:5
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作者 耿斌斌 左彦飞 +3 位作者 王辰 江志农 胡明辉 贺雅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期72-78,99,共8页
燃气涡轮发动机轴承故障频发,然而,轴承故障信号经过复杂的薄壁结构传至机匣表面衰减严重,致使基于振动信号分析的轴承故障诊断难度增大。为此,从轴承故障特征产生机理出发,在薄壁支承系统固有特性分析的基础上,基于周期冲击激励与振动... 燃气涡轮发动机轴承故障频发,然而,轴承故障信号经过复杂的薄壁结构传至机匣表面衰减严重,致使基于振动信号分析的轴承故障诊断难度增大。为此,从轴承故障特征产生机理出发,在薄壁支承系统固有特性分析的基础上,基于周期冲击激励与振动响应时频域关联分析,阐释了轴承冲击激励下,复杂薄壁支承结构测点的响应特征。相关结论可以为基于共振解调的轴承故障诊断提供参考,对具有薄壁支承结构的燃气轮机轴承故障预警或诊断有一定的参考价值。 展开更多
关键词 薄壁支承结构 轴承故障 响应机理 有限元分析
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面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法 被引量:2
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作者 左彦飞 庞陈意 +1 位作者 江志农 冯坤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期225-236,311,共13页
面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据... 面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据,对典型燃机工作模态参数进行了自动划分识别。结果表明:通过分别控制行块数,充分挖掘位移、速度、加速度三种类型数据包含的不同频段模态参数信息并对识别结果择优合并,能够较好识别出数十倍于燃机工频的宽频域模态;合理选取测点位置和方向,能够得到关心频段内局部或整体模态;利用多转速运行工况数据,能够区分出受转速影响的整体模态。实现了对燃机整机振动宽频域范围内整体和局部模态、机匣和转子模态的识别,可为在此基础上的动力特性分析、整机动力学模型修正、结构振动状态评估、振动故障特征提取等提供支撑。 展开更多
关键词 燃气轮机 模态参数识别 随机子空间识别方法 宽频域 多工况
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基于多体接触瞬态动力学支承不同心模拟分析方法 被引量:6
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作者 柏长青 左彦飞 +1 位作者 耿斌斌 胡明辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期81-88,共8页
以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线... 以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线性模拟和支承结构柔性化,研究了单个滚珠、滚珠与轴承外圈、轴承外圈与支承结构的瞬态接触力、力矩以及支承结构振动响应,得到不同心故障特征的产生机理和传递规律。结果表明:压紧区、松脱区以及单个滚动体与内外圈的相对位置变化产生的复杂相互作用是滚动体接触力复杂频率成分产生的直接原因;全部滚珠与外圈的瞬态接触力合力及合力矩是产生不同心故障特征的激励源;轴向振动工频及倍频是不同心故障的典型特征;轴向和径向2倍频、3倍频相对工频幅值的大小可表征不同心故障的严重程度。本文所得结果可为燃机不同心故障分析诊断提供参考。 展开更多
关键词 燃气涡轮发动机 支承不同心 不同心激励 多体动力学
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