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《武汉理工大学》 2008年
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基于分形理论的信号处理与分析的研究

朱波华  
【摘要】: 分形理论作为一门新兴的学科,它特别适用于分析复杂系统,而把分形理论应用于机械系统的故障分析领域,是学术界的新动向。可以采用分形理论分析机械系统的状态信号,从中提取出分形维数作为特征信息,不仅可以定性,而且可以定量地分析系统的运动状态,从而实现对复杂机械系统的故障诊断,提高对故障的识别和分析能力,是一种很有前途和有效的机械设备信号分析的方法。本文在总结和吸取前人研究成果的基础上对分形信号的仿真与参数估计、关联维数和多重分形谱在信号处理与故障分析的应用进行了研究。 首先,以故障信号特征提取为切入点,阐述了传统方法的不足,分析了分形应用于机械系统故障信号分析的可行性及研究方法。 然后,研究了分形信号的仿真及其方法,在matlab软件平台上仿真分形信号,进行分形维数的估计并作比较,得出了估计值与理论值比较吻合,分析了产生误差的原因,结果证明应用分形维数作为复杂非线性机械信号进行性能分析在理论上是可行的。 接着,以柴油机系统为研究对象,运用关联维数对其进行理论研究和实验分析。研究了关联维数的计算方法,分析了关联维数作为特征信号的提取值的可行性,并用实际实验数据进行数据分析,结果显示不同工作状态下的机械振动信号的关联维数是不同的,具有明显的可分性。关联维数对设备故障比较敏感,能够反映系统的动态特性。因此,关联维数作为故障信号分析的敏感因子是可行的,这种方法简单、直观、易行,克服传统方法分析上故障特征的提取、分析的困难。 最后,对多重分形谱三个特征参数:极大值f_(max)、宽度W和不对称程度B作为信号分析的依据在机械故障分析的应用进行了理论研究和数据分析。分析结果显示多重分形谱具有一定的局部分析能力,结合关联维数和多重分形谱,从整体与局部的角度同时考虑提取故障诊断特征量,可提高故障分析的准确性与可靠性。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH165.3

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张庆敏;岳云娟;;基于小波模极大值求取多重分形谱多重分形克里格算法探究[J];鲁东大学学报(自然科学版);2013年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孔彤;小波分析在分形信号中的应用研究[D];重庆理工大学;2011年
2 李颖琼;基于小波分形理论的振动信号分析系统研究[D];浙江理工大学;2011年
3 王臻卓;基于小波变换和分形理论的输电线路故障检测研究[D];太原理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王祖林,周荫清;多重分形谱及其计算[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
2 李国宾;关德林;;振动信号多重分形分析改进算法[J];测试技术学报;2006年06期
3 张朝晖,黄惟一;振动波形的分形判别及特征提取[J];东南大学学报;1999年04期
4 刘彬,王霄,谢平;多重分形在复杂机械系统故障诊断中的应用[J];复杂系统与复杂性科学;2005年01期
5 刘占生,刘成敏,刘树春,范显峰,唐炳照;小波分析和分形几何在转子动静碰摩故障诊断中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;1999年01期
6 吕志民,徐金梧,翟绪圣;分形维数及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J];机械工程学报;1999年02期
7 夏勇,张振仁,商斌梁,薛模根,郭明芳;多重分形维数谱及其在内燃机故障诊断中的应用[J];机械;2000年S1期
8 杜恩祥,李科杰;基于多重分形和小波变换的声目标信号特征提取[J];自动化学报;2004年05期
9 陈怡然,周轶尘,白烨,郑伟涛;发动机振动诊断中的多重分形法[J];内燃机学报;1997年01期
10 张雨;关联维分形与模糊聚类在柴油机工作状态监测中的应用[J];内燃机学报;1998年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 邢志鹏;液压设备故障诊断的分形方法研究[D];广东工业大学;2003年
2 钟建军;基于分形理论的旋转机械故障诊断的应用研究[D];沈阳工业大学;2002年
3 彭刚;柴油机振动数据采集系统与基于分形的故障诊断研究[D];南京农业大学;2004年
4 王庆华;基于分形理论的液压系统故障诊断技术研究[D];大连海事大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冉志红;李乔;;基于分形的结构损伤识别方法研究[J];四川建筑科学研究;2008年06期
2 傅廷亮;朱智超;李春生;张扬;;分形和基于C~(++)的分形参数化绘图[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
3 董立峰;宋芙蓉;;黄河三角洲地区城镇体系分形研究[J];安徽农业科学;2008年35期
4 马飞,程遐年;害虫预测预报研究进展(综述)[J];安徽农业大学学报;2001年01期
5 蔡爱民,查良松;基于分形理论的安徽省旱、洪涝灾害时序特征分析[J];安徽农业大学学报;2005年04期
6 范亚炯;试论安全熵与安全生产的关系[J];安全;2003年04期
7 刘尚懿,王丽君;基于混沌映射的信息摘要算法[J];鞍山科技大学学报;2004年03期
8 韩保红,闫石,马英忱;一类非线性混沌振动的主动隔振仿真研究[J];兵器材料科学与工程;2002年02期
9 魏岳;孙伟;;分形理论在物理声学和音乐创作中的应用[J];保定学院学报;2010年03期
10 汪伟;张颖慧;袁峰;李湘凌;周涛发;;基于分形方法确定合肥大兴地区土壤中Cd元素的异常下限[J];环境科学与管理;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宏坤;赵利华;张志新;郭正刚;;非线性刚度转子-轴承支承松动故障的特征分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 李萍;薛克敏;张青;;分形及其在材料科学与工程中的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 张新伟;赵学观;焦维鹏;邵志刚;高连兴;;玉米种子内部机械裂纹扩展模拟及动力学分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 何田;刘献栋;李其汉;;不对中裂纹转子的动力学特性及其诊断研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
5 谭连江;陈宇晗;潘鼎;;X射线小角散射对黏胶基碳纤维微孔分形的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
6 杨金福;崔颖;杨昆;付忠广;于达仁;刘占生;;200MW汽轮机低压转子-轴承油膜振荡特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 龙源;晏俊伟;徐全军;高振儒;娄建武;周春华;;爆破振动信号小波分析和分形机理研究[A];中国工程爆破协会四届二次常务理事会、中国力学学会工程爆破专业委员会学术会议论文集[C];2007年
8 陈天文;傅吉全;李伟哲;高绪珊;;分形涤纶的吸湿及放湿性研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
9 吴定才;吴珂民;肖云魁;;汽车传动轴振动信号分形维数计算[A];2007年汽车学术年会论文集[C];2007年
10 郭伟;秦鸿根;;分形理论在混凝土研究中的应用[A];2009'中国商品混凝土可持续发展论坛暨第六届全国商品混凝土技术与管理交流大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
3 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
4 吴跃;抗高直链大米淀粉回生的物理修饰及其回生的检测和表征[D];江南大学;2010年
5 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
6 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
7 张志刚;关于湿式离合器几个工作特性研究[D];浙江大学;2010年
8 程文聪;面向大规模网络安全态势分析的时序数据挖掘关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 施俊侠;工作转速下大型转子系统碰摩二次故障耦合振动特性的研究[D];太原理工大学;2011年
10 史玉凤;多孔介质对太阳池性能影响的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 伍修锟;呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 罗寅;舰船冲击环境分形特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵利华;旋转机械故障机理与轴心轨迹识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
5 朱妹丽;三种篡改情况下的音频鉴定方法研究[D];大连理工大学;2010年
6 冯炳燕;基于分形理论的M项目给水管网规划研究[D];华南理工大学;2011年
7 范韶梅;杭钢滚动轴承振动监测与故障诊断技术的研究与应用[D];江西理工大学;2010年
8 唐爱晖;12Cr1MoV主蒸汽管道材质损伤分析与寿命评估[D];华东理工大学;2011年
9 谢杰;钒氮合金粉体分形及其包芯线生产应用研究[D];昆明理工大学;2009年
10 王国文;基于分形理论的钛铁尾矿絮凝沉降试验研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张建华,王占林;基于模糊神经网络的故障诊断方法的研究[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
2 陈冬华;;小波变换重构信号特征的方法改进[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年12期
3 刘娜;郑小洋;李为平;;基于小波分析的经济数据预测[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年11期
4 龚仁喜;宁存岱;谢井华;秦国栋;;基于LabVIEW和小波分析的电力电缆故障定位方法[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年01期
5 苏理云;孔彤;唐华;李姣军;陈兵;;淹没在分形噪声中的心电信号R波检测[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年04期
6 杨金才;钱凌锋;庞剑;张亮;丁艳平;杨金榜;;气门噪声的小波分析方法[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年12期
7 章玮玮;肖军;王文锋;;小波变换去噪法在动态测试中的应用[J];四川兵工学报;2009年11期
8 张志红;任杰;;B样条小波边缘检测改进算法[J];四川兵工学报;2010年02期
9 袁勇;贾坤;南建设;罗懋康;;保密通信中的分形调制技术[J];电讯技术;2008年01期
10 董新洲,贺家李,葛耀中,徐丙根;基于小波变换的行波故障选相研究第2部分仿真试验结果[J];电力系统自动化;1999年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姜卫东;光学区雷达目标结构成像的理论及其在雷达目标识别中的应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
2 李会方;多重分形理论及其在图象处理中应用的研究[D];西北工业大学;2004年
3 朱启兵;基于小波理论的非平稳信号特征提取与智能诊断方法研究[D];东北大学;2006年
4 刘小峰;振动信号非平稳特征的深层提取技术及远程诊断服务系统的研究[D];重庆大学;2007年
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1 赵龙;高压输电线路故障测距新解析[D];四川大学;2000年
2 卢艳;1/f类分形噪声中的信号同步技术研究[D];四川大学;2003年
3 陆伟宏;分形信号的参数估计及其应用[D];江南大学;2005年
4 宋坤;基于多重分形谱的高频股价时间序列的波动研究[D];重庆大学;2005年
5 郭建平;小波与分形在摩擦焊超声检测信号处理中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
6 乔艳芬;基于分形理论的电力负荷特性研究及预测[D];华北电力大学(北京);2006年
7 杨建平;基于小波分析的胎儿心率信号消噪处理[D];东北师范大学;2006年
8 冯坤;振动信号处理技术及其在机械故障诊断中的应用[D];北京化工大学;2006年
9 彭刚;基于分形理论与模糊神经网络的模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2006年
10 肖瑶;基于分形理论的电力短期负荷预测研究[D];中南大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马爱平;基于小波理论的输电线路故障检测和定位的研究[D];兰州交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董选明,裘丽华,王占林;基于 BP 算法的液压泵在线状态监测及故障诊断[J];北京航空航天大学学报;1997年03期
2 张文明,李莉,申焱华,王英,王卫刚;滚动轴承故障诊断中的分形[J];北京科技大学学报;1996年03期
3 廖明,石博强,张文明,冯雅丽;分形在柴油机燃油系故障诊断中的应用[J];北京科技大学学报;1998年05期
4 王忠民,王信义,陈爱弟,杨大勇,贾玉平;基于分形维数的刀具状态在线监测新方法[J];北京理工大学学报;2000年04期
5 姜志强;分形理论应用研究若干问题及现状与前景分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年01期
6 原培新,虞和济;转轴裂纹故障诊断[J];东北大学学报;1997年01期
7 王益群,高英杰;液压传动及控制系统故障诊断技术的新进展[J];燕山大学学报;1998年01期
8 王珍,马孝江,李吉,李宏坤;基于局域波法和K-L信息量的柴油机故障诊断方法[J];大连理工大学学报;2003年04期
9 汪健,倪维斗;人工神经网络用于电厂故障诊断[J];动力工程;1997年02期
10 杜兴华;多重分形谱的一种算法[J];大庆石油学院学报;2004年03期
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1 高海霞;多重分形的算法研究及应用[D];成都理工大学;2004年
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4 朱兵;罗建东;王文圣;;水文序列小波变换模数的关联维数研究[J];人民黄河;2007年10期
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6 张燕平;黄树红;高伟;王坤;;关联维数在汽轮机故障诊断中的应用[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年07期
7 张冰波;张振文;;基于分形理论的旋转机械故障诊断及其应用[J];通用机械;2007年09期
8 李娜;方彦军;;利用局部关联维数分析机械系统故障信号[J];汽轮机技术;2007年06期
9 张新广;李志农;王心怡;;经验模态分解和关联维数在机械故障诊断中的应用研究[J];机床与液压;2008年04期
10 金卫同;刘东升;李韬;;基于关联维数G-P算法的齿轮故障诊断[J];兵工自动化;2008年05期
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1 贾沛璋;;关于卫星轨道参数的估计[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
2 王根会;魏胜勇;;大跨度PC梁桥施工控制过程中的参数估计与修正[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2004年
3 刘继忠;周晓军;熊勇;;基于粒子群优化算法的超声信号参数估计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
4 宋志勇;喻晖;汪咬元;;一类随机线性系统的参数估计与状态滤波[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
5 张颖;冯纯伯;;随机线性多变量系统的鲁棒辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
6 张端金;;Box-Jenkins模型全结构辩识[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
7 钱新恩;;钢条——PZT系统的建模研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
8 王松;;威布尔分布在寿命分析中的应用[A];2005年全国机械可靠性学术交流会暨“车辆与工程装备质量与可靠性论坛”论文集[C];2005年
9 陈启卷;张宇;徐枋同;;自校正PID水轮机调节器[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 张帆;何青;童调生;;基于外定界自适应约束的集员参数估计[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
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1 李想 金挺 黄劼;福州电网开发参数辨识与实时拓扑检错系统[N];中国电力报;2006年
2 于洋;统计模型参数估计及其应用成功[N];科技日报;2007年
3 北京首创期货研发中心 张良贵 刘旭;股票分红事件对股指期现套利策略优化实证研究[N];期货日报;2008年
4 诸玲珍;多种技术融合演绎测试与测量行业新趋势[N];中国电子报;2008年
5 本报记者  刘莉 于莘明;托举中国航天的发射劲旅[N];科技日报;2006年
6 范超;浅谈如何备战统计建模大赛[N];中国信息报;2011年
7 赵艳丽;化工过程数据校正与模拟优化系统通过鉴定[N];中国化工报;2000年
8 杨卫东 魏童;基于GARCH模型的量价分析[N];期货日报;2009年
9 常建龙 王婧 郝晓丽;徐耀:光学薄膜领域的探索者[N];科技日报;2011年
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2 祝雪妹;热集成精馏系统建模、优化与控制的若干问题研究[D];浙江大学;2005年
3 郭淑娟;复杂网络的混沌同步与参数估计[D];上海大学;2010年
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5 姬翠翠;基于混沌与分形理论的缸套—活塞环磨损过程动力学行为研究[D];中国矿业大学;2012年
6 詹亚锋;通信信号自动制式识别及参数估计[D];清华大学;2004年
7 董科强;分形理论和时间序列分析若干问题研究[D];北京交通大学;2011年
8 范影乐;混沌动力学在参数估计中的研究[D];浙江大学;2001年
9 尉宇;线性调频和非线性调频信号的检测与参数估计[D];华中科技大学;2005年
10 颜刚;基于模糊马尔可夫场的图像分割算法研究[D];第一军医大学;2005年
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1 朱波华;基于分形理论的信号处理与分析的研究[D];武汉理工大学;2008年
2 李凌;基于现代内点理论的电力系统加权非线性L_1范数状态及参数估计研究[D];广西大学;2002年
3 刘文忠;近场源多维参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 麻晓敏;可靠性数据分析系统设计与研究[D];合肥工业大学;2007年
5 于柄林;基于广义误差分布的混合效应状态空间模型[D];大连理工大学;2007年
6 王佳;IRT框架下的多级评分模型应用研究[D];东北师范大学;2009年
7 张浩;数据融合在工程中的应用与研究[D];湖南大学;2001年
8 张文英;基于Delta算子的参数估计与滤波[D];郑州大学;2002年
9 文红艳;土壤溶质锋运移及参数估计的实验研究[D];湖南师范大学;2005年
10 程金路;高性能感应电机电流控制研究[D];山东大学;2005年
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