KurVMDPgram:一种用于旋转机械故障诊断的信号分解算法

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作者 李华 王天杨 +1 位作者 张飞斌 褚福磊 《机械工程学报》 北大核心 2025年第4期11-23,共13页

变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而,VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大,但需要事先确定,使得其参数优化成为研究热点。首先,结... 变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而,VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大,但需要事先确定,使得其参数优化成为研究热点。首先,结合小波包变换(Wavelet packet transform,WPT)的二元分解模式和VMD的维纳滤波特性构造一种新的信号分解方法,即变分模态分解包(VMD packet,VMDP)。然后,构造平铺结构的VMDP,提出VMDPgram方法。VMDPgram的提出是为了利用VMD实现信号的WPT模式的分解。在VMDPgram中,原始信号被分解为一定层次的若干子分量(Sub-component,SC),其中每个VMD生成两个SC,由此可将多参数问题简化为单参数问题。利用峭度指标对VMDPgram中的各VMD的惩罚因子进行优化,进而提出KurVMDPgram方法。随后,提出累积峭度指标的策略选取KurVMDPgram的最佳SC,可以解决共振频带分解到不同SC中的情形而不需要预先对其进行判定。最后,用仿真案例和实际轴承故障案例证明了KurVMDPgram的有效性和优越性。 展开更多

关键词 变分模态分解 小波包变换 VMDPgram KurVMDPgram 累积峭度指标 故障诊断

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气吹集排式水稻分种器均匀性正交试验研究

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作者 戴亿政 程文彬 +3 位作者 王俊钧 张飞斌 熊惠兰 陈化寨 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

为明晰影响分种器分种均匀性的因素及程度,基于气吹集排式直播生产技术,设计等密度流场分种器,自制QLBZ-1电控分种均匀性试验台。以分种器均匀性功能试验为基础,采用四元二次正交试验分析均匀性影响因素,并在正交试验结果基础上进行单... 为明晰影响分种器分种均匀性的因素及程度,基于气吹集排式直播生产技术,设计等密度流场分种器,自制QLBZ-1电控分种均匀性试验台。以分种器均匀性功能试验为基础,采用四元二次正交试验分析均匀性影响因素,并在正交试验结果基础上进行单因素对比试验应用。台架试验结果表明,影响分种器分种均匀性的因素有输入气压和输送管波纹厚度,与排种轴转速和排种量无关;并且输入气压和波纹厚度相互作用对均匀性起作用,气压大小对变异系数大小有二次关系,分种器工作时气压应保持大于临界气压,适当增加波纹厚度有利于提高分种均匀性。分种器行间、行内分种变异系数均可达5%以内,为后期相关零件结构台架对比试验提供数据参考。 展开更多

关键词 农业机械 水稻 气吹集排式 分种器 均匀性 正交试验

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故障齿轮啮合刚度综合计算方法 被引量：15

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作者 崔玲丽 张飞斌 +2 位作者 康晨晖 胥永刚 高立新 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期353-358,共6页

为了有效、准确地计算含故障齿轮的时变啮合刚度,提出了一种基于传统能量法的改进方法,结合改进能量法和有限元法的各自优点,即应用改进能量法快速计算故障齿轮无故障轮齿的啮合刚度,利用有限元法精确地计算故障轮齿有故障部位的啮合刚... 为了有效、准确地计算含故障齿轮的时变啮合刚度,提出了一种基于传统能量法的改进方法,结合改进能量法和有限元法的各自优点,即应用改进能量法快速计算故障齿轮无故障轮齿的啮合刚度,利用有限元法精确地计算故障轮齿有故障部位的啮合刚度.仿真示例结果表明:与能量法和有限元法相比,该方法能快速、准确地仿真故障齿轮的时变啮合刚度并且适用于齿轮系统振动响应的计算. 展开更多

关键词 故障齿轮 啮合刚度 有限元法 能量法

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裂纹齿轮啮合刚度的劣化特性 被引量：11

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作者 张建宇 刘鑫博 张飞斌 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1124-1128,1175,共5页

基于轮齿的变截面阶梯悬臂梁假设,综合考虑轮齿弯曲、基础变形、接触变形等因素,首先,建立了健康齿轮时变刚度的计算模型,利用解析法与有限元仿真对比研究,获得了健康齿轮啮合刚度的分布曲线;然后,基于线弹性断裂力学前提下的齿根裂纹... 基于轮齿的变截面阶梯悬臂梁假设,综合考虑轮齿弯曲、基础变形、接触变形等因素,首先,建立了健康齿轮时变刚度的计算模型,利用解析法与有限元仿真对比研究,获得了健康齿轮啮合刚度的分布曲线;然后,基于线弹性断裂力学前提下的齿根裂纹扩展路径,建立了包含不同尺度裂纹的有限元模型;最后,针对不同长度的裂纹齿轮,计算获得了1.5个啮合周期内的刚度曲线,从而建立了裂纹尺寸与刚度劣化特性的影响关系。通过对比单、双齿不同啮合区内的劣化规律,表明单齿啮合区由于单齿承载,其劣化程度明显高于双齿啮合区。此外,啮入阶段与啮出阶段的双齿啮合区劣化特性也存在一定差异。 展开更多

关键词 啮合刚度 有限元计算 齿根裂纹 啮合周期 劣化程度

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基于全齿廓普遍方程的齿轮时变啮合刚度改进算法 被引量：4

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作者 黄金凤 张飞斌 +1 位作者 崔玲丽 陈雄飞 《机械制造与自动化》 2019年第1期40-44,63,共6页

时变啮合刚度是齿轮系统振动信号的最主要内部激励源之一,更是故障诊断机理研究的核心参量。针对传统能量法在齿根圆和基圆不重合时存在的问题,提出了基于齿轮全齿廓普遍方程的齿轮时变啮合刚度精确算法;该算法建立了以滚动角φ为统一... 时变啮合刚度是齿轮系统振动信号的最主要内部激励源之一,更是故障诊断机理研究的核心参量。针对传统能量法在齿根圆和基圆不重合时存在的问题,提出了基于齿轮全齿廓普遍方程的齿轮时变啮合刚度精确算法;该算法建立了以滚动角φ为统一变量的高精度全齿廓啮合刚度积分公式,并依据齿条刀加工原理明确了滚动角的取值范围。基于新算法研究发现,不同参数下的齿轮副在完整啮合周期过程中,啮合力对轮齿的径向作用存在拉伸区间和压缩区间两种情况,故提出轮齿拉压刚度的概念以更准确地描述轮齿刚度的组成成分,并研究了拉压刚度的齿轮参数临界值。 展开更多

关键词 啮合刚度 故障诊断 拉压刚度 普遍方程法

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含齿根裂纹齿轮副时变啮合刚度改进算法 被引量：2

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作者 黄金凤 张飞斌 +1 位作者 崔玲丽 陈雄飞 《机械制造与自动化》 2019年第2期43-47,共5页

齿轮轮齿局部缺陷故障会通过改变齿轮副的时变啮合刚度进而影响系统振动响应特征。在基于齿廓普遍方程的能量法框架下,结合修正的轮齿拉压刚度,对精确全齿廓齿根裂纹故障齿轮副时变啮合刚度的求解进行系统讨论;针对不同故障参数对应的... 齿轮轮齿局部缺陷故障会通过改变齿轮副的时变啮合刚度进而影响系统振动响应特征。在基于齿廓普遍方程的能量法框架下,结合修正的轮齿拉压刚度,对精确全齿廓齿根裂纹故障齿轮副时变啮合刚度的求解进行系统讨论;针对不同故障参数对应的故障模型,详细地分类讨论,得出了各情况下相应的啮合刚度计算公式。以齿条刀加工的标准直齿轮为对象,研究新模型中齿根裂纹故障对轮齿拉压刚度的影响,为齿轮齿根裂纹故障的诊断机理研究提供基础支撑。 展开更多

关键词 齿轮副 啮合刚度 故障诊断 拉压刚度 普遍方程法

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多质心有限质点法及其在工业机器人动力学建模的应用 被引量：4

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作者 刘目珅 张飞斌 +3 位作者 王天杨 褚福磊 程卫东 刘佑民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第18期1-8,共8页

工业机器人动力学建模对提高机器人末端定位精度有着重要意义。传统工业机器人动力学建模方法多基于机器人杆件刚性假设,未能满足因臂杆柔性引发的机器人弹性振动现象的建模需求。为此,对多质心有限质点法及其在工业机器人动力学建模的... 工业机器人动力学建模对提高机器人末端定位精度有着重要意义。传统工业机器人动力学建模方法多基于机器人杆件刚性假设,未能满足因臂杆柔性引发的机器人弹性振动现象的建模需求。为此,对多质心有限质点法及其在工业机器人动力学建模的应用进行研究。该方法使用简便统一的框架对杆件柔性变形进行动力学分析,其逆向运动方式,相对于传统有限质点法,不仅推导流程更为简单方便,而且有效降低了单元刚体位移对节点纯变形求解的影响,提高了对于工业机器人这种刚体大转动-柔性变形耦合模型计算的收敛性。通过悬臂梁模型验证了该方法的准确性和收敛性。进一步将多质心有限质点法结合正运动学对工业机器人动力学建模,将建模结果与实验数据对比,验证了该模型的结果与实验结果有着较好的重合度。 展开更多

关键词 多质心有限质点法 逆向运动 工业机器人 动力学建模

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基于多传感信号融合处理的滚动轴承故障定位诊断方法 被引量：1

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作者 高瑞斌 张飞斌 《电机与控制应用》 2023年第12期1-9,共9页

针对传统滚动轴承动力学模型忽略了滚动体接触形貌的问题,以滚珠进入-离开缺陷全过程分析为基础,结合滚动轴承几何-运动原理建立局部缺陷的等效轮廓量化表征函数,由此构建了一种改进的滚动轴承系统故障动力学模型。基于动力学模型的理... 针对传统滚动轴承动力学模型忽略了滚动体接触形貌的问题,以滚珠进入-离开缺陷全过程分析为基础,结合滚动轴承几何-运动原理建立局部缺陷的等效轮廓量化表征函数,由此构建了一种改进的滚动轴承系统故障动力学模型。基于动力学模型的理论分析和数值仿真,研究了滚动轴承外圈局部缺陷定位尺寸与多通道振动信号融合特征之间的映射关系,为定位诊断特征和指标提取提供了机理指引。针对实际信号中存在噪声干扰影响定位公式诊断精度的问题,研究了多通道时间序列自适应分解算法对含噪仿真信号和试验信号的处理性能。结果表明,张量奇异谱分解方法能够很好地提取出隐藏在原始多通道信号中的定位诊断特征。 展开更多

关键词 滚动轴承 量化诊断 张量分解 动力学模型

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高中生在手机世界与现实中的角色冲突

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作者 李国锋 张飞斌 《甘肃教育》 2018年第22期84-84,共1页

优秀学生都是在良好的家庭教育、学校教育和社会教育共同协作下培养出来的,然而最近几年,农村学生生活学习出现了新的变化,家庭教育存在很多问题,同时,智能手机也大量在学生中间流行;产生了很多问题。

关键词 农村学生 手机 影响 角色冲突 立德树人

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借鉴晋陕宁蒙经验推动庆阳煤炭资源深度开发转化

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作者 陈广前 史永新 张飞斌 《发展》 2022年第11期110-113,共4页

庆阳煤炭资源富集,预测储量2360亿吨,已探明储量215亿吨,占全省煤炭资源总量的94%。当前,国家、省上支持煤炭增产增供、清洁高效利用政策密集叠加、力度空前,庆阳煤炭资源开发再次迎来了难得机遇。现结合与庆阳市资源禀赋相似的山西、... 庆阳煤炭资源富集,预测储量2360亿吨,已探明储量215亿吨,占全省煤炭资源总量的94%。当前,国家、省上支持煤炭增产增供、清洁高效利用政策密集叠加、力度空前,庆阳煤炭资源开发再次迎来了难得机遇。现结合与庆阳市资源禀赋相似的山西、陕西、宁夏、内蒙古四省区煤炭开发情况,对庆阳煤炭开发转化路径作以研究分析。 展开更多

关键词 煤炭开发 煤炭资源开发 资源富集 庆阳 预测储量 探明储量 转化路径 清洁高效利用

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基于双加权不平衡矩阵分类器的机械故障诊断方法 被引量：1

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作者 潘海洋 徐海锋 +2 位作者 郑近德 童靳于 张飞斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期170-180,共11页

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本... 针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本不均衡度的模糊隶属函数调节每个样本的权重,以增强对少数类样本的关注,平衡模型对所有类别样本的倾向性。同时,TWIMC依靠先验知识对核范数的奇异值进行权值分配,利用较大阈值过滤较小奇异值,进而保留矩阵样本的强关联低秩信息。最后,利用滚动轴承和齿轮故障数据集对所提方法进行验证,实验结果显示,TWIMC在不同不平衡比条件下均表现突出,展示了优异的机械故障诊断与分类性能。 展开更多

关键词 双加权不平衡矩阵分类器 支持矩阵机 模糊隶属函数 不平衡样本 故障诊断

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两种裂纹影响线下的轮齿动态仿真

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作者 崔玲丽 翟浩 张飞斌 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第4期52-57,共6页

为了研究裂纹影响线对轮齿振动响应的影响,应用能量法计算了轮齿的啮合刚度,引入并对比了两种裂纹影响线对啮合刚度的影响,并通过有限元验证了裂纹曲线影响线对于求解啮合刚度的准确性;进而建立轮齿啮合动力学模型,分析了分别采用两种... 为了研究裂纹影响线对轮齿振动响应的影响,应用能量法计算了轮齿的啮合刚度,引入并对比了两种裂纹影响线对啮合刚度的影响,并通过有限元验证了裂纹曲线影响线对于求解啮合刚度的准确性;进而建立轮齿啮合动力学模型,分析了分别采用两种裂纹影响线对轮齿振动响应产生的影响。结果显示,当裂纹达到某一特殊值时,两种影响线下的故障检测指标都会有一个交点,这与先前已有文献的结果不同,本文通过理论分析,证明了交点的存在及其正确性。 展开更多

关键词 能量法 裂纹影响线 故障监测指标 交点

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理想信念铸就新时代教师之魂 被引量：1

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作者 张飞斌 《人民教育》 北大核心 2019年第2期6-6,共1页

2018年第22期《人民教育》的核心议题为'点燃理想信念之光',我认为对学生进行理想信念教育的同时,更应该让教师重振理想信念。筑牢教书育人的理想之基。教书育人不仅仅是一份工作、一种谋生手段,更是高远的事业追求。

关键词 理想信念

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仿真驱动下基于Ramanujan周期变换的轴承早期故障特征提取 被引量：1

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作者 胡文扬 王天杨 +1 位作者 张飞斌 褚福磊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期148-156,共9页

在多源耦合强噪声干扰下,滚动轴承的早期故障特征信号往往很难进行快速而又准确地提取。针对现有研究中存在的抗噪能力较弱、计算效率较低等问题,一种基于仿真驱动的Ramanujan周期变换的滚动轴承早期故障特征提取方法被提出。首先,基于... 在多源耦合强噪声干扰下,滚动轴承的早期故障特征信号往往很难进行快速而又准确地提取。针对现有研究中存在的抗噪能力较弱、计算效率较低等问题,一种基于仿真驱动的Ramanujan周期变换的滚动轴承早期故障特征提取方法被提出。首先,基于待分析滚动轴承的先验知识,构建故障仿真动力学模型并获得仿真的稳态响应。其次,将该仿真信号作Ramanujan周期变换得到变换系数,并基于该变换系数获得故障特征信息的变换位置。最后,基于仿真响应信号所得到的故障特征信息变换位置,对实际监测信号进行Ramanujan周期变换来分离出早期故障特征。采用IMS轴承数据集对所提出的方法进行了验证,结果表明所提出的方法能够在强背景噪声下高效且准确地提取滚动轴承的早期故障特征。 展开更多

关键词 滚动轴承 仿真模型 Ramanujan周期变换 早期故障特征提取

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教育,就是让每—个孩子都出彩

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作者 张飞斌 《人民教育》 北大核心 2019年第3期17-17,共1页

《人民教育》2018年第23期《公开课的成功,不要以伤害部分学生为代价》一文,读来令人深省。除了公开课,反思学校教育的每一个环节,如何让每一个孩子都出彩?首先,打造没有局外人的课堂。课堂教学要根据学生不同的学习情况进行知识讲授、... 《人民教育》2018年第23期《公开课的成功,不要以伤害部分学生为代价》一文,读来令人深省。除了公开课,反思学校教育的每一个环节,如何让每一个孩子都出彩?首先,打造没有局外人的课堂。课堂教学要根据学生不同的学习情况进行知识讲授、活动设计、任务安排、作业布置,照顾好学习进度慢、基础差、学习兴趣低的学生,课堂活动中以优带差,让每一个学生都有所收获、有所参与、有所启发。 展开更多

关键词 《人民教育》 孩子 课堂教学 学校教育 学习情况 活动设计 作业布置 学习进度

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