【摘要】：隨機(jī)共振控制是增強(qiáng)系統(tǒng)隨機(jī)共振效應(yīng),實現(xiàn)待測信號有效檢測的關(guān)鍵。本文利用輸入信號的前饋補(bǔ)償作用對隨機(jī)共振系統(tǒng)進(jìn)行控制,提出了隨機(jī)共振的前饋控制方法,并將其與遺傳算法相結(jié)合,自適應(yīng)優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)控制。在此基礎(chǔ)上,通過非線性耦合的方式得到前饋控制耦合雙穩(wěn)系統(tǒng),通過遺傳算法自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù),進(jìn)一步增強(qiáng)了前饋控制隨機(jī)共振系統(tǒng)的檢測能力。在內(nèi)圈裂紋、外圈磨損等軸承早期故障診斷,以及不同流量的渦街信號的檢測中,自適應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)的前饋控制隨機(jī)共振系統(tǒng)均有良好的應(yīng)用效果。(1)論文提出了隨機(jī)共振系統(tǒng)的前饋控制方法,分析了前饋控制信號作用下系統(tǒng)隨機(jī)共振產(chǎn)生的原理,并給出了系統(tǒng)的躍遷概率和以及輸出信噪比的解析表達(dá)式,進(jìn)一步分析了前饋控制倍頻信號對隨機(jī)共振效應(yīng)的影響;(2)分析了噪聲強(qiáng)度、雙穩(wěn)系統(tǒng)參數(shù)和非線性勢函數(shù)形式對隨機(jī)共振系統(tǒng)的影響,將遺傳算法和隨機(jī)共振的前饋控制方法相結(jié)合,利用遺傳算法同步對前饋控制信號作用下的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)尋優(yōu),達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)控制;進(jìn)一步將前饋控制方法應(yīng)用于非線性耦合雙穩(wěn)系統(tǒng)中,利用遺傳算法同步對前饋控制耦合雙穩(wěn)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)尋優(yōu),達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)控制;(3)將隨機(jī)共振的前饋控制方法應(yīng)用于實際信號的檢測。選取軸承早期故障信號(內(nèi)圈裂紋、外圈磨損)以及不同流量的渦街信號進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,隨機(jī)共振的前饋控制方法能有效增強(qiáng)系統(tǒng)的隨機(jī)共振效應(yīng),大幅提高待測信號特征頻率處的輸出信噪比和功率譜峰值,具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O321;O231
【圖文】：

�？�-普朗克方程(FPE)：[cos()](,)(,)(,)223( )xtxaxbxAtxtDtxxt (2-8)右邊第一項中 - [Acos(t)(x,t)]x 為時變項，使得方程無法體的解。因此，研究者們一般對方程進(jìn)行近似求解，其中較為近似理論和線性響應(yīng)理論。隨機(jī)共振理論近似理論系統(tǒng)存在兩個穩(wěn)態(tài)點m x( xabm )，在系統(tǒng)噪聲和微弱周期下，雙穩(wěn)系統(tǒng)的平衡被打破，勢阱在周期力的誘導(dǎo)下發(fā)生有規(guī)起粒子在兩個穩(wěn)態(tài)之間躍遷，如圖 2.3 所示。

信號作為前饋控制信號，與輸入信號一同作用到隨機(jī)共振系統(tǒng)中，利用前制信號對系統(tǒng)的控制效果，提高了粒子在勢阱間躍遷的概率以及系統(tǒng)的輸噪比，使輸出信號產(chǎn)生更為強(qiáng)烈的共振效果。.1 前饋控制雙穩(wěn)系統(tǒng)隨機(jī)共振的有效控制是隨機(jī)共振應(yīng)用的關(guān)鍵。本文利用前饋控制方法對系統(tǒng)進(jìn)行控制，如圖 3.1 所示，其具體處理步驟如下：(a) 對輸入信號進(jìn)行零均值化處理；(b) 對零均值化處理后的信號進(jìn)行強(qiáng)度檢測，確定信號強(qiáng)度L；(c) 對零均值化處理后的信號進(jìn)行二值化處理，設(shè)定閾值為 0，當(dāng)信號的值大于等于 0 時，就賦值等于 L /2，當(dāng)信號取值小于 0 時就賦值為 - L /(d) 將二值化處理后得到的前饋控制信號與輸入信號一同作用到雙穩(wěn)系中。

中國計量大學(xué)碩士學(xué)位論文[cos(21)])()211(2cos()1()13nttnLaxbxAtdtdxnn (3-1)式中 [cos(21)])211(21()1ntnLnn 為輸入信號經(jīng)前饋處理得到的前饋控號表達(dá)式，其中 L 為信號的強(qiáng)度，其表達(dá)式如下：nXXLnii 12_()(3-2)式中 n 為采樣點的總個數(shù)，iX 為第 i 個采樣點，_X 為采樣點的平均值；n ' (t)饋控制隨機(jī)共振系統(tǒng)中的噪聲。圖 3.2 為前饋控制信號作用下的雙穩(wěn)系統(tǒng)。

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本文編號：2775208