小波包分析

摘要： 零件的表面形貌是机械加工质量的重要组成部分,为了实现对精密铣削表面形貌的准确预测,在铣削工艺过程中提出了一种基于切削振动小波包分析和频谱分析的表面形貌仿真方法。首先以球头铣刀为研究对象,建立工件坐标系下切削刃随时间变化的运动轨迹模型,然后把实测振动信号通过小波包分析和频谱分析处理后得到的振动方程带入其中,最后利用Matlab完成对工件表面形貌的仿真预测。通过仿真与试验结果的对比,验证了基于振动信号小波包分析和频谱分析的表面形貌仿真预测模型的准确性,为实际的加工生产提供参考。

摘要： 为实现对无绝缘轨道电路补偿电容的状态监测和故障预测,满足铁路现场由“故障修”向“状态修”转变的发展需求,根据补偿电容全部正常、发生断线故障和容值下降故障时归一化分路电流曲线的幅值波动规律,提出一种基于小波包的故障特征分析方法。根据无绝缘轨道电路的系统结构及工作原理,基于传输线理论建立其分路态模型并仿真得到补偿电容全部正常、发生断线故障以及容值下降故障时的归一化分路电流幅值包络曲线。采用3层小波包对补偿电容这3种情况的归一化分路电流幅值包络曲线进行分析,得到对应的第3层8个频段的小波包系数曲线。以补偿电容全部正常时的小波包系数曲线为基础,与补偿电容发生断线故障和容值下降故障时的小波包系数曲线进行对比分析,得到故障特征明显的频段。计算选出频段对应补偿电容处的瞬时能量累加和,将补偿电容全部正常时各补偿电容对应的瞬时能量与补偿电容发生断线故障和容值下降故障这2种情况各补偿电容对应的瞬时能量进行对比分析,得到补偿电容的故障特征。仿真结果表明:采用小波包可实现补偿电容的故障特征分析,且能大致估计补偿电容的容值下降百分比。

摘要： 为了研究混凝土梁裂缝深度和裂缝位置对压电陶瓷驱动接收效果的影响,首先采用ABAQUS软件,对不同激励源下健康混凝土梁模型的输出信号进行了模拟分析,以确定激励源最优频率,对压电片参数的形状、尺寸和厚度进行优化.然后对健康混凝土梁模型和存在不同深度、位置裂缝的有损伤混凝土梁模型的输出信号特征进行了模拟分析.最后开展了压电波动试验,对健康混凝土梁和有损伤混凝土梁进行了监测分析.研究结果表明:压电陶瓷输出信号强度和小波包能量随着裂缝深度的增加而逐渐减小;贯穿裂缝与发射端传感器距离越近,接收端传感器显示的信号愈强烈,而距离越远,信号衰减程度增大.

摘要： 复合材料拉挤多腔板在线生产时有时会产生缺陷,导致生产线故障甚至全面停车,因此需要对在线生产的复合材料进行实时无损检测。为此,采用敲击测试的方法,获取振动信号,利用小波包分析对敲击振动信号进行多层分解,分解后的频带能量作为特征向量。把经过归一化处理的特征向量用支持向量机(SVM)进行分类识别。经过实验验证,识别率达到100%。这表明使用小波包分析和支持向量机结合的方法可以对复合材料拉挤多腔板进行故障诊断,在实际应用中具有较好的前景。

摘要： 装配式建筑节点连接性能的好坏对结构性能的影响至关重要,本文基于小波包能量谱对装配式剪力墙开展了套筒灌浆的缺陷检测研究,采用能量比偏差(E_(RVD))作为缺陷识别参数,并寻求缺陷参数在剪力墙各板带中的分布规律。采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,对比有限元模型检测结果与试验检测结果,验证了有限元模型的正确性。研究结果表明:板带的E_(RVD)值与试件板带中的缺陷大小呈正相关关系,板带中存在的缺陷套筒数量越多,则该板带的E_(RVD)越大。

摘要： 为分析不同爆破条件下振动信号的频带能量分布特征,文章选择满足分析要求的基坑开挖爆破振动信号,对其进行小波包分析。研究结果表明:随着爆心距的增加,振动信号的总能量不断衰减,能量峰值逐渐降低,频带能量分布更加分散,并且其主振频带宽度有增大的趋势;随着最大段药量的增加,振动信号能量峰值对应的频率逐渐降低,能量分布向中低频带集中,主振频带宽度有减小的趋势。

摘要： 由于钻井工程隐蔽性的特点,目前钻头磨损监测手段较少。针对MSE和钻速方程的分析方法存在关键参数难以获得的问题,PDC钻头的磨损程度一直是研究中的难点。基于小波包能量法对钻进扭矩信号进行小波包分解,分析小波包能量特征,研究了PDC钻头在不同磨损程度时的钻进扭矩、小波包能量分布特征。通过研究发现:小波包能量分布特征能够反映钻头的磨损程度;小波包能量分布集中在低频带,占比达90%以上;随钻头磨损程度的增加,小波包能量在最低频带能量占比减小,在高频带占比增加,反映了钻头磨损后井下钻具黏滑、震动增加的情况。基于小波包能量分布特征规律,提出可通过连续分析钻进扭矩的小波包能量特征来实现钻头磨损监测,为监测钻头磨损程度提出了解决思路,并通过实验进行了可行性验证,为该技术的应用提供了依据。

摘要： 为确定城市轨道交通减振轨道的合理刚度,建立了车辆-轨道耦合动力学模型,计算了3~200 kN/mm钢轨支座刚度及3~6级不平顺谱工况下轨道的动力响应。通过小波包分析对系统振动速度、加速度信号的能量特性进行了处理,获得了轨道振动能量随钢轨支座刚度及不平顺的变化规律,最后以轨道系统总能量最低为标准,提出了城市轨道交通减振轨道最优刚度建议值。结果表明:轨道速度信号能量随钢轨支座刚度单调递减;轨道加速度信号能量随钢轨支座刚度先减小后增大;高刚度轨道对不平顺敏感,不平顺的增大会加剧轮轨振动;城市轨道交通减振轨道钢轨支座刚度最优值为5~10 kN/mm,可通过扣件减振措施与枕下减振措施组合实现,钢弹簧浮置板道床措施适用范围最广。

摘要： 为了保证电厂汽轮机能够在高温、高转速环境中安全稳定运行,提出电厂汽轮机高中压转子振动突变故障识别方法.根据电厂汽轮机高中压转子振动突变故障时的轴系振动特点,利用一体化电涡流位移传感器采集相应的故障信号,利用小波包分析提取高中压转子振动突变故障特征,将提取到的故障特征作为输入量,输入采用人工鱼群算法优化的RBF神经网络中,输出电厂汽轮机高中压转子振动突变故障类型识别结果.在实验过程中对质量不平衡、转子热弯曲、转轴不对中、转动部件飞脱、动静碰磨、汽流激振、结构共振、结构刚度不足、转子裂纹等9种常见故障进行识别.实验结果表明,该方法分解并重构的电厂汽轮机高中压转子振动突变故障信号质量较高,获得故障识别结果与实际故障相同,识别精度高,结果具备可靠性.

摘要： 由于传统的电机故障信号自动监测系统,无法准确提取异常信号特征,导致电机故障信号检测结果不准确,因此设计小波包分析的电机故障信号自动监测系统。在系统的硬件上,由单片微控制器进行核心控制,并需要额外增加外扩储存器以及霍尔传感器。在系统的软件上,利用小波包改进算法将故障信号进行划分,并且额外增加了信号分解与重构的算法和神经元网络模型及诊断模式,基于小波包分析设计故障自动检测模式。实验结果表明:设计方法可以实现对电机故障自动监测,且稳定性与准确性较好。

摘要： 本文在参考了小波分析的基础上采用了小波包分析方法对故障实行定位.由于牵引网故障暂态行波中的高频成分多而复杂,小波分析只能对信号的低频部分进行分解,而没有对高频部分进行分解.于是提出将故障信号经过小波包分析,对高频信号进行了进一步的分解,再结合求导算法和相似性算法对故障信号进行分析.通过实测的数据分析可以得出该方法具有更好的优越性,准确的实现了故障定位.

摘要： 长距离天然气输气管道泄漏所产生的经济损失和环境污染十分严重,因此管道泄漏的实时监测变得非常重要.本文研究了采用负压波法基础上的小波包分析确定管道泄漏位置的方法.由于采集到的负压波信号附加有大量的噪声,为了滤除原始采集信号中的噪声，采用小波包分析对消噪后信号进行了重构，对一个信号的小波包分析的步骤进行详述，重构后的信号显示出了负压波信号的本来面貌，对负压波检漏的方法进行了进一步的修正.

摘要： 水轮机模型试验作为直接考察机组性能的重要方式越来越被重视,因此模型试验方法的研究和完善也备受关注,本文结合水轮机模型空化的试验经验,获取声发射传感器及水听器等不同监测方法所能捕获的空化发生信号,并对声传感器所获得的空化过程的信号进行小波包分析和功率谱分析,对比信号分析后所得出的不同信号能量特征,为今后的水轮机模型试验的空化监测提供新的方法和有益的参考.

摘要： 利用声发射技术实时监测混凝土材料在三点弯曲载荷作用下的破坏过程.对采集的声发射信号进行小波包分解重构,识别出了裂纹萌生、裂纹生长及裂纹汇合所对应的声发射信号.这三种裂纹模式对应的声发射信号特征不同可以用地震研究中的应变能释放理论来解释.采用Geiger算法对实验过程中的声发射源进行定位,比较发现声发射定位结果与试件实际破坏效果基本一致.这些结果表明结合小波包分析技术与Geiger定位算法对混凝土材料破坏的声发射特征研究是有效的.

摘要： 采用非金属超声检测分析仪,对经历不同温度作用后的花岗岩试件进行了超声波检测,并运用小波包变换方法,对所得声波测试信号进行了分解分析.结果表明:高温后花岗岩纵波波速随温度等级的升高不断减小,相对纵波波速逐渐降低,且在400°C之后降幅急剧增大;利用小波包分析技术可以全面、清晰地反映出不同温度下花岗岩声谱特征的变化规律;随着试件损伤程度的增大,声波信号中的高频分量不断衰减缺失,小波包能量谱向低频端偏移,各频率成分分布发生显著改变;采用基于小波包能量谱的声谱特征参数作为表征量,可对不同温度下花岗岩声谱特征间的差异进行较为准确的量化描述,实现对其受火温度和损伤程度的判断识别.

摘要： 为研究爆破荷载作用下岩石高边坡的动力特性,本文根据岩石边坡开挖爆破振动监测数据,应用小波包理论分析了爆破地震波沿岩石边坡传播过程中的频谱及能量变化规律.得出了爆破地震波沿岩石边坡传播过程中频谱特性及主振频率、能量分布随距离变化规律,不同频带上的振动速度峰值、能量分布变化规律,研究成果对进一步研究岩石高边坡的动力稳定性具有重要意义.

摘要： 摊铺机是复杂的机电液系统,因受环境因素影响,容易出现故障,影响施工质量,需建立摊铺机的故障诊断系统,在建立摊铺机的故障征兆网络后,对采样信号进行3层小波包分解,用小波系数模极大值法提取故障的特征状态信息,然后用pajek软件分析9个子系统故障的度和聚类系数,得到故障的可能部位,降低系统维数,减少后续计算量,再用PSO优化神经网络算法进行状态样本数据学习,训练网络结构并优化,进而得到故障部位信息.样本测试表明,和神经网络相比,系统的迭代次数有效减少,实际输出结果和期望区间相符.

摘要： 摊铺机是复杂的机电液系统,因受环境因素影响,容易出现故障,影响施工质量,需建立摊铺机的故障诊断系统,在建立摊铺机的故障征兆网络后,对采样信号进行3层小波包分解,用小波系数模极大值法提取故障的特征状态信息,然后用pajek软件分析9个子系统故障的度和聚类系数,得到故障的可能部位,降低系统维数,减少后续计算量,再用PSO优化神经网络算法进行状态样本数据学习,训练网络结构并优化,进而得到故障部位信息.样本测试表明,和神经网络相比,系统的迭代次数有效减少,实际输出结果和期望区间相符.

摘要： 摊铺机是复杂的机电液系统,因受环境因素影响,容易出现故障,影响施工质量,需建立摊铺机的故障诊断系统,在建立摊铺机的故障征兆网络后,对采样信号进行3层小波包分解,用小波系数模极大值法提取故障的特征状态信息,然后用pajek软件分析9个子系统故障的度和聚类系数,得到故障的可能部位,降低系统维数,减少后续计算量,再用PSO优化神经网络算法进行状态样本数据学习,训练网络结构并优化,进而得到故障部位信息.样本测试表明,和神经网络相比,系统的迭代次数有效减少,实际输出结果和期望区间相符.

摘要： 摊铺机是复杂的机电液系统,因受环境因素影响,容易出现故障,影响施工质量,需建立摊铺机的故障诊断系统,在建立摊铺机的故障征兆网络后,对采样信号进行3层小波包分解,用小波系数模极大值法提取故障的特征状态信息,然后用pajek软件分析9个子系统故障的度和聚类系数,得到故障的可能部位,降低系统维数,减少后续计算量,再用PSO优化神经网络算法进行状态样本数据学习,训练网络结构并优化,进而得到故障部位信息.样本测试表明,和神经网络相比,系统的迭代次数有效减少,实际输出结果和期望区间相符.

摘要： 本发明利用小波包分解和相关分析的小电流接地系统故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。本方法为：当母线零序电压瞬时值越限时，故障选线装置立即启动并录波，获取各馈线暂态零序电流；小波包分解后先求出各线路暂态零序电流在各频带上的能量，再按频带将所有线路暂态零序电流的能量求和，选择能量和值的最大值和次大值所在的频带为特征频带。依次在选定的特征频带上对线路暂态零序电流应用相关分析法，最后综合两个频带的相关分析结果确定故障点。本方法应用小波包分解和相关分析方法，能更加有效地利用故障暂态过程中包含的信息(幅值、相位)，能最大限度地反映故障线路和非故障线路的区别。原理分析和仿真表明，该方法选线准确、可靠。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包能量分析的电机故障检测方法及系统，其通过实时采集待识别诊断电机在预设时间间隔内的定子电流信号和振动信号，通过小波包能量分析方法对采集的定子电流信号、径向电磁力信号和不平衡磁拉力信号进行小波包频带分解，获得不同小波包频带节点下对应的能量分布，并与正常电机信号所对应的能量分布进行比较，利用各频段信号能量的变化来诊断电机故障，根据正常信号与故障信号在不同频段信号能量分布的不同，对能量相差悬殊的频段，即可确定为故障特征信号所在的频段位置，进一步对能量异常的信号频率段进行小波包信号重构，通过傅里叶变换识别故障特征频率，诊断电机故障是否发生。

摘要： 本发明利用小波包分解和相关分析的小电流接地系统故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。本方法为：当母线零序电压瞬时值越限时，故障选线装置立即启动并录波，获取各馈线暂态零序电流；小波包分解后先求出各线路暂态零序电流在各频带上的能量，再按频带将所有线路暂态零序电流的能量求和，选择能量和值的最大值和次大值所在的频带为特征频带。依次在选定的特征频带上对线路暂态零序电流应用相关分析法，最后综合两个频带的相关分析结果确定故障点。本方法应用小波包分解和相关分析方法，能更加有效地利用故障暂态过程中包含的信息(幅值、相位)，能最大限度地反映故障线路和非故障线路的区别。原理分析和仿真表明，该方法选线准确、可靠。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包分解及n:m一致性分析的肌间耦合特性分析方法，即一种小波包分解与n:m一致性计算相结合的肌电信号交叉频率耦合特性分析方法。根据本发明的肌间耦合特性分析方法不仅能够得到肌电信号间的非线性耦合特性，并且是能够反映不同频率比值下的肌肉间耦合信息的多通道肌电耦合特性分析方法。根据本发明的肌间耦合特性分析方法其具体包括如下步骤：步骤(a)，信号采集：选取受试者以采集肌电信号，并对采集到的肌电信号进行预处理；步骤(b)，小波包分解：将经过预处理后的肌电信号进行小波包分解；步骤(c)，n:m一致性计算：将肌电信号经过小波包分解后得到的分量进行n:m一致性计算，以分析肌电信号间的交叉频率耦合特性。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包‑Copula传递熵的肌间耦合分析方法。本发明首先进行多通道肌电信号的同步采集与预处理，其次用小波包分解方法对肌电信号进行分解，再对分解得到的肌电信号进行Copula传递熵的计算，最后定量分析了上肢运动中相关肌肉在不同特征频段上的肌间双向耦合特性。本发明为探究运动功能控制机制提供有效的方法，具有良好的应用前景。

摘要： 一种基于变速车辆激励和小波包分析的桥墩结构状态评估方法，属于桥梁工作状态检测与评估技术领域。本发明为了提高桥墩结构检测识别的准确性，提出了一种基于变速车辆激励和小波包分析的桥墩结构状态评估方法。本发明利用模型修正的方法建立准确的桥梁有限元模型，并提出一种车辆制动数值模拟方法，可更为准确地制定适用于待检测桥梁的刹车试验方案。利用代价函数选取合适的小波基函数分解层次，将墩顶自由衰减段信号作为研究对象，通过小波包分解的信号处理方式，获取对损伤具有高敏感性的特征信息。构造损伤灵敏度及鲁棒性较高的指标，进而识别出桥墩损伤位置及程度，对桥墩结构性能状态进行评估。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包分析和残差网络的槽电压信号分类方法，在铝电解生产过程中，槽电压信号是反映槽状态的有效的重要指标，反映了电解槽的稳定性和可控性。根据铝电解槽电压信号的频谱特性，本文提出了一种对槽电压信号进行分类评估的方法。首先，我们利用小波包分析将原始信号逐级分解为低频分量和高频分量，并构造了槽电压信号的能量模型，用于计算原始电压信号的高频故障能量消耗占比。然后我们构建了一个槽电压信号的低频分量样本数据集，并在该数据集上训练一个残差网络模型，用于识别槽电压低频分量的波动，最后，结合了一些专家规则来确定槽电压的状态。

摘要： 本发明公开了一种移动荷载响应小波包分析支持的长跨桥梁在线实时损伤识别方法，包括以下步骤：选择长跨桥梁测点，量测该测点在移动荷载作用下的加速度响应信号；通过移动荷载的位移‑时间关系，将量测信号中的时间信息转化为长跨桥梁的空间位置信息；进行降噪处理，得到消除量测噪声和环境噪声的有效信号；进行平移不变小波包变换，得到尺度L下的子信号分量；根据多尺度分量计算得到多尺度积；根据多尺度积是否出现奇异峰来判断长跨桥梁损伤，出现奇异峰的位置就是损伤位置。本发明在单一测点下识别损伤特征的效果明显，可大幅降低长跨桥梁的损伤检测成本。

摘要： 本发明公开了一种小波包分析与麻雀算法优化相关向量机的故障诊断方法，包括如下步骤：S1：故障数据采集；S2：小波包分析对采集故障数据的预处理；S3：麻雀搜索算法优化的相关向量机识别分类；本发明具有快速、准确识别不同条件下的不同故障类型，具有有效性和优越性等卓越性能的特点。本发明能够为建筑电气行业从业者提供新的、更多种检测智能建筑运行过程的电气故障的手段，提高建筑电气行业从业者对智能建筑运行过程中出现的事故的判别能力、防范能力，避免了建筑电气设备发生故障而引发的重大事故的发生、保障了建筑电气行业从业的安全、保障了智能建筑的正常运行。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包分析和相关向量机的电气系统故障诊断方法，包括如下步骤：S1：故障模拟与数据采集分析；S2：数据融合、特征提取；S3：多核相关向量机模型构建与训练以及故障识别与诊断；建筑电气系统实验平台MA2067用于电气系统故障数据模拟，通过内置故障开关的通断改变测试回路内被测对象的组成，模拟建筑电气系统的常见设备故障；多核相关向量机用于训练特征参数，识别系统故障与输出故障概率信息。本发明实现了子系统繁多的电气系统的故障诊断与概率输出，适用于由不同子系统构成的电气系统，对减少由于电气系统故障而造成的经济损失和人员伤亡具有相对重要的意义。