基于隨機(jī)共振原理的機(jī)械故障信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf

1、本論文研究的內(nèi)容得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助（50875070）。論文在研究隨機(jī)共振理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了參數(shù)可調(diào)的調(diào)制隨機(jī)共振系統(tǒng)。通過對(duì)該系統(tǒng)建模、仿真分析和電路設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)大參數(shù)微弱信號(hào)檢測(cè)的有效性。在此基礎(chǔ)上，利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了閉環(huán)自適應(yīng)調(diào)制隨機(jī)共振電路的設(shè)計(jì)，并用DSP芯片開發(fā)出相應(yīng)的閉環(huán)自適應(yīng)隨機(jī)共振系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)。
　　全文主要內(nèi)容如下：
　　第1章在廣泛閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，闡

2、述了隨機(jī)共振理論及其應(yīng)用的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)，在此基礎(chǔ)上，確立了本論文的主要研究內(nèi)容及其目標(biāo)。
　　第2章以福克—普朗克方程為基礎(chǔ)，介紹了隨機(jī)共振基本理論，分析了具有代表性的隨機(jī)共振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、產(chǎn)生隨機(jī)共振現(xiàn)象的原因和條件以及噪聲和微弱信號(hào)之間的聯(lián)系。
　　第3章通過對(duì)一階線性系統(tǒng)的分析，過渡到一階非線性系統(tǒng)，探討了非線性系統(tǒng)與隨機(jī)共振現(xiàn)象的本質(zhì)聯(lián)系，研究了如何利用隨機(jī)共振原理進(jìn)行強(qiáng)噪聲背景中的微弱信號(hào)檢測(cè)的原理和方法。

3、
　　第4章主要針對(duì)機(jī)械故障中常見的大參數(shù)微弱信號(hào)的檢測(cè)，基于雙穩(wěn)態(tài)模型，利用調(diào)制隨機(jī)共振原理，分別進(jìn)行了單頻信號(hào)和多頻諧波信號(hào)的仿真實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了調(diào)制隨機(jī)共振電路模塊，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　第5章為了能夠?qū)崿F(xiàn)工程實(shí)際中的信號(hào)檢測(cè)，研究了自適應(yīng)調(diào)制隨機(jī)共振的理論與方法，基于對(duì)隨機(jī)共振系統(tǒng)參數(shù)和掃頻信號(hào)頻率的調(diào)節(jié)，利用輸出信噪比的反饋控制，研究了基于DSP芯片自適應(yīng)隨機(jī)共振系統(tǒng)硬件電路和軟件系統(tǒng)。
　　第6章分析了本

4、文所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足，為進(jìn)一步的研究作了一些展望。
　　本文作為隨機(jī)共振理論方面的基礎(chǔ)應(yīng)用研究，從一階線性系統(tǒng)特性引出非線性系統(tǒng)的特性，研究了隨機(jī)共振現(xiàn)象的本質(zhì)特性。針對(duì)在機(jī)械故障中常見的難以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)共振的中低頻周期信號(hào)（即所謂的大參數(shù)信號(hào)），基于調(diào)制隨機(jī)共振理論，將其變換為可滿足絕熱近似理論的小參數(shù)信號(hào)（即信號(hào)的幅值、頻率都遠(yuǎn)小于1的信號(hào)），并針對(duì)單頻信號(hào)和多頻諧波信號(hào)進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，與數(shù)字信號(hào)處理相結(jié)合，提出