機(jī)械振動信號蘊(yùn)含著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的多樣化信息,實(shí)時采集機(jī)械振動信號是故障診斷領(lǐng)域的核心技術(shù)之一,然而,目前振動信號頻帶愈來愈寬,依據(jù)奈奎斯特采樣定理采集信號時,會得到海量的數(shù)據(jù),不利于傳輸和存儲,本文結(jié)合壓縮感知理論,研究壓縮采集機(jī)械振動信號的測量矩陣。論文主要取得如下研究成果:（1）深入分析了常用測量矩陣對機(jī)械振動信號的適應(yīng)性。以機(jī)械振動信號在離散余弦變換基上的稀疏性為基礎(chǔ),分別對隨機(jī)性測量矩陣（即高斯隨機(jī)測量矩陣和伯努利隨機(jī)測量矩陣）、部分隨機(jī)測量矩陣（即部分傅里葉測量矩陣和部分哈達(dá)瑪測量矩陣）及確定性測量矩陣（即托普利茲測量矩陣和循環(huán)測量矩陣）應(yīng)用于壓縮測量機(jī)械振動信號的性能進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:隨機(jī)性測量矩陣的重構(gòu)誤差最小,計(jì)算復(fù)雜度最高,存儲量最大;確定性測量矩陣的重構(gòu)誤差和部分隨機(jī)矩陣測量矩陣基本相當(dāng),都比較大,但其結(jié)構(gòu)最為簡單,易于硬件實(shí)現(xiàn)。（2）研究了一種適用于機(jī)械振動信號的正交對稱托普利茲（Orthogonal Symmetric Toeplitz,OST）測量矩陣�？紤]到工程實(shí)現(xiàn)問題,故以托普利茲矩陣的構(gòu)造原理為基礎(chǔ),研究適合振動信號的確定性矩陣。首先選定特性的符號序... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機(jī)械振動信號壓縮采樣的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 壓縮感知的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 測量矩陣的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)與安排
第2章 壓縮感知理論基礎(chǔ)
    2.1 壓縮感知數(shù)學(xué)模型
    2.2 機(jī)械振動信號的稀疏分解理論
    2.3 機(jī)械振動信號的測量矩陣設(shè)計(jì)理論
        2.3.1 零空間條件
        2.3.2 矩陣的約束等距性
        2.3.3 矩陣的非相干性
        2.3.4 測量矩陣設(shè)計(jì)的幾個關(guān)鍵問題
    2.4 機(jī)械振動信號的重構(gòu)算法
    2.5 本章總結(jié)
第3章 常用測量矩陣對機(jī)械振動信號的適應(yīng)性分析
    3.1 機(jī)械振動信號的稀疏性分析
    3.2 常用測量矩陣的構(gòu)造方法
        3.2.1 高斯隨機(jī)測量矩陣
        3.2.2 伯努利隨機(jī)測量矩陣
        3.2.3 部分傅里葉測量矩陣
        3.2.4 部分哈達(dá)瑪測量矩陣
        3.2.5 多項(xiàng)式測量矩陣
        3.2.6 托普利茲測量矩陣
        3.2.7 循環(huán)測量矩陣
    3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與結(jié)果分析
    3.4 本章總結(jié)
第4章 機(jī)械振動信號的確定性O(shè)ST測量矩陣研究
    4.1 確定性O(shè)ST矩陣模型
    4.2 確定性O(shè)ST矩陣滿足約束等距性的分析
    4.3 確定性O(shè)ST測量矩陣構(gòu)造方法
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 壓縮率固定時確定性O(shè)ST矩陣的性能分析
        4.4.2 壓縮率變化時確定性O(shè)ST矩陣的性能分析
    4.5 本章總結(jié)
第5章 基于最優(yōu)型OST矩陣的機(jī)械振動信號壓縮采樣
    5.1 機(jī)械振動信號數(shù)據(jù)壓縮采樣的整體方案
    5.2 最優(yōu)型確定性測量矩陣的設(shè)計(jì)
        5.2.1 閾值迭代收縮算法
        5.2.2 奇異值分解算法
        5.2.3 最優(yōu)型OST確定性測量矩陣設(shè)計(jì)
    5.3 機(jī)械振動信號數(shù)據(jù)壓縮采樣方法實(shí)現(xiàn)步驟
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章總結(jié)
結(jié)論與展望
    本文工作總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A攻讀學(xué)位期間所撰寫及錄用的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]圖像壓縮感知中自適應(yīng)二維投影梯度重構(gòu)算法[J]. 萬成宏,楊春玲,和志杰.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(04)
[3]一種機(jī)械振動信號的結(jié)構(gòu)化隨機(jī)測量矩陣構(gòu)造方法[J]. 郭俊鋒,施建旭,魏興春,雷春麗.  振動與沖擊. 2017(07)
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[9]基于形態(tài)提升小波的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮研究[J]. 王懷光,張培林,吳定海,李兵,范紅波.  振動與沖擊. 2014(10)
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碩士論文
[1]滾動軸承故障診斷中信號校正和特征提取方法研究[D]. 袁濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于壓縮感知理論的信號自適應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 肖文軍.電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3371706