針對(duì)故障特征信號(hào)在診斷時(shí)經(jīng)常淹沒(méi)在噪聲中難以提取問(wèn)題,利用Woods-Saxon型單穩(wěn)態(tài)模型與混合型雙穩(wěn)態(tài)模型結(jié)合提出一種混合型三穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅保留了Woods-Saxon對(duì)故障信號(hào)易于檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)又利用了三穩(wěn)態(tài)對(duì)噪聲利用率高的特點(diǎn)。利用信噪比增益為衡量指標(biāo),提出尋找最優(yōu)系統(tǒng)參數(shù)的自適應(yīng)算法;對(duì)α噪聲背景下的諧波振動(dòng)信號(hào)、調(diào)幅信號(hào)、周期脈沖衰減信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);提出一種變分模態(tài)分解與混合三穩(wěn)態(tài)結(jié)合的信號(hào)檢測(cè)方法,并將其應(yīng)用于實(shí)際軸承故障檢測(cè);經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明混合型三穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振模型以及組合模型在故障信號(hào)的檢測(cè)中檢測(cè)結(jié)果清晰可靠、性能優(yōu)越。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2019,38(18)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

勢(shì)函數(shù)隨不同參數(shù)的變化Fig．1Potentialfunctionfordifferentparameters

圖2混合型雙穩(wěn)勢(shì)函數(shù)隨b的變化Fig．2Hybridbistablepotentialfunctionfordifferentb1．3組合模型基于以上兩種模型將Woods-Saxon單穩(wěn)態(tài)模型與混合雙穩(wěn)態(tài)模型相結(jié)合提出一種混合型三穩(wěn)態(tài)模型，勢(shì)函數(shù)為U(x)=U1(x)+U2(x)=exp(－x2)+12bx2－V1+exp((x－Ｒ)/a)(3)圖3是混合型三穩(wěn)態(tài)的勢(shì)函數(shù)，其參考形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)為(V，Ｒ，a，b)=(0．6，0．4，0．1，0．3)，由圖3可知該函數(shù)為軸對(duì)稱(chēng)圖形，兩邊勢(shì)阱屬于混合雙穩(wěn)態(tài)勢(shì)阱而中間勢(shì)阱屬于Woods-Saxon，從而可知該系統(tǒng)既保留了Woods-Saxon的特性又增添了三穩(wěn)態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。圖3混合型三穩(wěn)態(tài)勢(shì)函數(shù)Fig．3Hybridtri-stablepotentialfunctionfordifferentvalue通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)V可知影響中間穩(wěn)態(tài)深淺，參數(shù)a影響中間穩(wěn)態(tài)壁的陡峭程度，參數(shù)Ｒ影響中間穩(wěn)態(tài)區(qū)域窄寬，參數(shù)b影響整體勢(shì)函數(shù)兩邊穩(wěn)態(tài)壁的陡峭，由布朗粒子運(yùn)動(dòng)及勢(shì)函數(shù)形態(tài)關(guān)系可知:布朗粒子從單或雙勢(shì)阱躍遷變?yōu)槿齽?shì)阱躍遷，極大的提高了噪聲的利用率，而由這些參數(shù)引起的勢(shì)阱與勢(shì)壘的改變也直接影響粒子的躍遷難易程度。1．4系統(tǒng)模型隨機(jī)共振的三要素分別為:微弱驅(qū)動(dòng)信號(hào)、噪聲和非線(xiàn)性系統(tǒng)，代入布朗粒子運(yùn)動(dòng)方程中可以理解為布朗粒子在外部周期驅(qū)動(dòng)力下通過(guò)非線(xiàn)性系統(tǒng)在勢(shì)阱間的躍遷達(dá)到周期性，在不足以越過(guò)勢(shì)壘的情況下，通過(guò)協(xié)調(diào)噪聲的能量完成勢(shì)阱間的躍遷，因此二階三穩(wěn)態(tài)布朗粒子運(yùn)動(dòng)方程為x·=yy·=－ky－dU(x)dx+s(t)+ξ(t{)(4)其中傳統(tǒng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)及勢(shì)阱力為［20］U(x)=－1

圖2混合型雙穩(wěn)勢(shì)函數(shù)隨b的變化Fig．2Hybridbistablepotentialfunctionfordifferentb1．3組合模型基于以上兩種模型將Woods-Saxon單穩(wěn)態(tài)模型與混合雙穩(wěn)態(tài)模型相結(jié)合提出一種混合型三穩(wěn)態(tài)模型，勢(shì)函數(shù)為U(x)=U1(x)+U2(x)=exp(－x2)+12bx2－V1+exp((x－Ｒ)/a)(3)圖3是混合型三穩(wěn)態(tài)的勢(shì)函數(shù)，其參考形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)為(V，Ｒ，a，b)=(0．6，0．4，0．1，0．3)，由圖3可知該函數(shù)為軸對(duì)稱(chēng)圖形，兩邊勢(shì)阱屬于混合雙穩(wěn)態(tài)勢(shì)阱而中間勢(shì)阱屬于Woods-Saxon，從而可知該系統(tǒng)既保留了Woods-Saxon的特性又增添了三穩(wěn)態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。圖3混合型三穩(wěn)態(tài)勢(shì)函數(shù)Fig．3Hybridtri-stablepotentialfunctionfordifferentvalue通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)V可知影響中間穩(wěn)態(tài)深淺，參數(shù)a影響中間穩(wěn)態(tài)壁的陡峭程度，參數(shù)Ｒ影響中間穩(wěn)態(tài)區(qū)域窄寬，參數(shù)b影響整體勢(shì)函數(shù)兩邊穩(wěn)態(tài)壁的陡峭，由布朗粒子運(yùn)動(dòng)及勢(shì)函數(shù)形態(tài)關(guān)系可知:布朗粒子從單或雙勢(shì)阱躍遷變?yōu)槿齽?shì)阱躍遷，極大的提高了噪聲的利用率，而由這些參數(shù)引起的勢(shì)阱與勢(shì)壘的改變也直接影響粒子的躍遷難易程度。1．4系統(tǒng)模型隨機(jī)共振的三要素分別為:微弱驅(qū)動(dòng)信號(hào)、噪聲和非線(xiàn)性系統(tǒng)，代入布朗粒子運(yùn)動(dòng)方程中可以理解為布朗粒子在外部周期驅(qū)動(dòng)力下通過(guò)非線(xiàn)性系統(tǒng)在勢(shì)阱間的躍遷達(dá)到周期性，在不足以越過(guò)勢(shì)壘的情況下，通過(guò)協(xié)調(diào)噪聲的能量完成勢(shì)阱間的躍遷，因此二階三穩(wěn)態(tài)布朗粒子運(yùn)動(dòng)方程為x·=yy·=－ky－dU(x)dx+s(t)+ξ(t{)(4)其中傳統(tǒng)的隨機(jī)共振系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)及勢(shì)阱力為［20］U(x)=－1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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