一、自适应小波在X荧光谱分析中的应用（论文文献综述）
吴廉晖[1]（2021）在《低原子序数元素EDXRF重峰分解方法及解析系统设计》文中研究表明
李欣欣[2]（2021）在《齿轮箱故障机理及稀疏分解诊断方法研究》文中研究指明十四五规划伊始,“高质量”、“高效率”成为发展的新主题,对工业发展提出新的要求。机械装备一旦发生故障,势必影响工业生产效率和产品质量,甚至引发灾难性事故,对社会与企业造成负面影响。齿轮箱作为机械装备中重要的组件之一,承担着传递运动和扭矩的作用,被广泛应用于风电、化工、运输和航天等领域。由于其长时间处于恶劣的工作环境,同时承受着多变的负载,这使得齿轮箱成为机械装备中最易发生故障的组件之一。本文以齿轮箱中齿轮和轴承作为研究对象,深入研究其故障机理及稀疏分解故障诊断方法,为实现齿轮箱故障的源头性预防和及时有效的故障诊断提供依据与方法。论文分别从动力学仿真与故障数据处理两方面深入研究齿轮箱的故障诊断技术。首先,基于Workbench和Lsdyna建立齿轮和轴承的稳态和瞬态有限元仿真模型,研究其故障机理、故障动态响应及故障信号特征。然后,进行齿轮箱故障振动数据采集实验,基于实验数据,研究了稀疏分解在齿轮和轴承故障特征提取及故障诊断上的应用。仿真与实验互为依据,相互对照。论文内容主要包括如下四部分:（1）基于Workbench分别建立齿轮和轴承在正常状态与不同故障状态下的模态分析及谐响应分析仿真模型。基于仿真计算结果,研究了故障对零件固有频率、模态阵型及共振现象等固有特性的影响,分析了故障对零件振型中主振方向的影响。（2）基于Lsdyna分别建立齿轮和轴承在正常状态与不同故障状态下的显式动力学模型。基于仿真计算结果,研究了故障对齿轮对和轴承系统动态响应的影响;分析了故障零件与正常零件的振动加速度信号时域和频域特征;研究了齿轮、轴承在运转过程中应力与应变规律。同时,分析了故障引起的应力集中现象。仿真获得的结果将为研究齿轮和轴承的故障机理和故障诊断技术提供一定的指导。（3）提出一种双树复小波分解与拉普拉斯相关滤波相结合的过完备固定字典构造方法以提升字典原子与信号之间的相关性。通过缩小生成过完备字典的参数范围从而使稀疏分解能更好地应用于齿轮的故障诊断中。首先,利用双树复小波分解的抗模态混叠特性与平移不变性分离原始信号中的不同信号源,然后采用Laplace小波特征库对分解后的信号进行相关滤波并识别信号的特征参数。根据所识别的参数构造过完备字典,基于字典实现信号中故障特征的稀疏重构。最后,将该方法应用于单轴齿轮故障与双轴齿轮故障振动数据处理中,有效地实现了齿轮故障的诊断。（4）提出一种基于遗传算法与包络熵改进的稀疏分解算法并应用于轴承的故障诊断。首先,结合双树复小波分解与峭度最大准则提取包含冲击特征的最优分量,实现信号的初步降噪。然后,采用遗传算法改进的匹配追踪对处理后的信号进行稀疏重构,进一步提取信号的冲击特征,实现信号的深度降噪。针对稀疏分解中终止条件难以设置的问题,提出一种基于残差信号包络熵的终止准则。最后,将该方法应用于轴承典型故障振动数据的处理。实验结果表明,与传统的稀疏分解相比,所提方法在处理强噪声信号时,具有更强的特征提取能力,能准确实现轴承不同故障的识别。
林明毅[3]（2021）在《小电流接地系统单相接地故障选线及测距研究》文中进行了进一步梳理我国中低压配电网广泛采用小电流接地系统,在该系统下发生单相接地故障时允许带故障继续运行1-2小时。但长时间带故障运行可能会扩大事故范围。因此,快速准确的检测到故障所在的具体线路和位置,并及时切除故障,有利于电力系统安全稳定的运行。鉴于此,本文针对配电网小电流接地系统单相接地故障选线和测距进行研究。本文针对小电流接地系统单相接地故障的稳态和暂态特征进行分析,并对故障线路和非故障线路的电压电流特性和差异进行理论分析和仿真验证。针对非线性、非平稳的暂态信号难以提取故障特征的问题,引入自适应噪声的完全集合经验模态分解（CEEMDAN）进行故障特征提取,有效避免了经验模态分解（EMD）存在的模态混叠以及集合经验模态分解（EEMD）存在的噪声残留等问题。通过仿真验证了CEEMDAN比EMD和EEMD具有更好信号分解优势,为故障选线和测距提供信号分解工具。针对故障暂态分量的故障特征难以提取导致选线方法适应性不高的问题,提出一种基于CEEMDNA-能量比重的故障选线方法。利用CEEMDAN分解各条线路的暂态零序电流得到有限个固有模态函数（IMF）分量,并求出各IMF分量所对应的频带能量。同时,计算各IMF分量与原始零序电流的互相关系数,将互相关系数作为权重赋予到频带能量中。然后对各条线路的频带能量进行累加,分别得到各条线路的能量,最后进行归一化处理得到能量比重,并与预先设定好的选线阈值进行对比作为选线判据。针对故障行波信号难以提取的问题,提出一种基于CEEMDAN-Teager能量算子（TEO）的故障行波提取方法。对线路两端的电压行波信号进行CEEMAND分解得到有限个IMF分量,并利用相模变换对IMF1分量进行分解得到两端的零线模分量,最后利用TEO对两端的零线模分量求取时间-能量谱图以获得零线模分量到达两端的时刻。利用零线模分量向线路两端的传播过程结合双端行波法提出一种改进的双端行波测距法,该方法仅需要获得零线模分量到达首末两端的时刻即可得出故障距离,无需再求取行波波速。针对混合线路中行波波速在缆线各区段上波速不一致的问题,利用零线模分量到达首端产生的时间差作为故障区段阈值判定,并结合零线模分量在各区段上不同的传输特性,提出一种适用于不同区段的混合线路改进双端行波测距法。利用CEEMDAN-TEO提取的零线模分量到达线路两端时刻代入所研究出的故障测距方法中即可得出故障距离。对本文所提出的故障选线和故障测距方法,通过改变影响暂态信号的不同因素进行仿真分析,仿真结果验证了本文所提出的故障选线和故障测距方法的有效性和适应性。
申伟[4]（2020）在《导波的小波有限元模拟及其用于钢筋混凝土界面损伤监测研究》文中研究指明导波具有传播距离远、损伤敏感性高、适合隐蔽损伤监测等优点,是一种很有发展潜力的结构健康监测技术。多模态和频散现象是导波技术走向工程应用的主要制约因素,目前导波技术仍主要应用在多模态和频散相对轻微和容易控制的板状、薄壁管状和杆状结构中,而土木工程结构更加复杂,严重的多模态和频散现象带来的挑战将更加严峻。本文为了发展适用于土木工程健康监测的导波技术,聚焦于解决导波多模态和频散现象在导波数值模拟、导波与损伤相互作用机理分析、导波损伤监测和评价三个方面带来的困难,从导波的正演和反演两个方面进行深入研究,一方面以区间B样条小波（BSWI）有限元为数值模拟方法,研究了其在导波数值模拟中的短波问题、数值频散问题和几何频散问题,发展了一种高效、精确的导波数值模拟方法;另一方面将BSWI有限元应用于钢筋混凝土结构,研究了导波与钢筋混凝土界面损伤相互作用过程中多模态和频散现象的影响机理,并基于时间反转法提出了一种更有效、适用性更广的钢筋混凝土结构界面损伤监测技术和评价方法。本文的主要研究内容和研究成果如下:（1）讨论了 BSWI有限元在导波模拟中的单元长度和时间步长要求,提出了一种小波单元与傅里叶谱分析相结合的频域小波有限元方法。由于小波的紧支性、多尺度和多分辨率特性,BSWI单元具有比传统低阶单元更高的空间逼近能力,在导波模拟中BSWI单元的单元长度可以达到传统低阶单元的40～60倍。针对时域小波有限元仍然需要满足严格时间步长要求的缺点,在空间上利用BSWI近似波动方程理论波解,构造高精度近似动力刚度矩阵,通过单元层面的动力缩聚技术克服BSWI单元多内部节点的缺点,并采用频域谱分析法减少系统平衡方程的求解次数。数值算例结果显示,与传统低阶有限元和时域小波有限元相比,该方法可以显着提高窄频带导波问题的求解效率,并可将频域谱分析法推广至复杂结构（如钢筋混凝土结构）的导波模拟中。（2）分析了 BSWI单元在导波模拟中的数值频散特性,给出了高阶BSWI单元数值频散和数值各项异性的抑制条件。针对多节点BSWI单元数值频散方程难以直接求解的问题,在一维频散分析中,通过动力缩聚技术将BSWI单元转化为“两节点”单元进行求解,研究了不同阶数和尺度的BSWI单元的数值频散误差特点;在二维频散分析中,利用Rayleigh商技术得到数值频散方程的近似解,重点分析了数值各项异性现象,并讨论了材料参数和网格畸变等对BSWI单元数值频散特性的影响。研究显示,与传统低阶单元相比,高阶BSWI单元在节点间距小于临界值Hcr时可以完全抑制数值频散误差和数值各向异性现象;与其他高阶单元相比,BSWI单元可以在不改变网格划分和多项式次数的情况下,通过局部提升尺度方案显着改善其数值频散抑制能力。（3）提出了五种考虑几何频散效应的BSWI高阶杆单元,建立了频散导波与裂纹损伤相互作用过程的简化模型。针对经典杆单元无法模拟导波多模态和几何频散现象的问题,基于高阶杆理论引入附加位移考虑频散导波沿横截面的复杂位移和应力分布,将频散导波的二维/三维问题简化为一维问题,利用Hamilton变分原理推导了 BSWI高阶杆单元的刚度矩阵、质量矩阵和广义力向量;考虑高阶杆的横向剪切和广义自由度匹配问题,提出了高阶杆的裂纹损伤简化弹簧模型,基于卡氏定理和断裂力学推导得到了裂纹处柔度系数的闭合表达式,并讨论了所提出单元和模型的适用范围和选择原则。通过与精细化实体模型结果对比显示,本文所提出的BSWI高阶杆单元和裂纹模型可以快速、准确地模拟杆中导波的几何频散现象及频散导波与裂纹的相互作用过程。（4）研究了钢筋混凝土结构中导波与界面损伤的相互作用机理,阐述了多模态和频散现象导致钢筋混凝土结构中界面损伤指标失效的原因。基于小波有限元建立钢筋混凝土结构中多模态频散导波的分析模型,研究了导波与界面损伤相互作用过程中多模态和频散现象的影响机理,讨论了不同混凝土横向尺寸下现有损伤指标的有效性,并通过多模态导波数学模型解释了损伤指标失效原因。研究表明,导波与界面损伤的相互作用过程主要受能量泄露、模态转换、多模态和频散现象三方面的影响,其中多模态和频散现象会随着混凝土横向尺寸增大而加剧,由于多模态导波之间的波速、衰减系数和损伤敏感性不同,引起构造损伤指标的参考波包的模态组成和叠加形式随界面损伤程度的变化而变化,导致现有损伤指标无法用于大尺寸钢筋混凝土结构的界面损伤评价。（5）提出了基于时间反转法的钢筋混凝土结构界面损伤监测方法,构造了适用于大尺寸钢筋混凝土结构界面损伤评价的损伤指标。基于导波时间反转的多模态自动聚焦和频散自动补偿技术消除钢筋混凝土结构中多模态导波之间的相位差,根据导波在钢筋混凝土结构中的传播特点提出阻尼频率依赖型线性损伤假设,通过时间反转算子分析了界面损伤对时间反转重构信号的影响,并据此构造了基于重构信号幅值、相关系数和小波包能量谱的三类界面损伤指标;设计和进行了钢筋混凝土梁界面损伤导波监测试验,开发了导波时间反转在线监测自动处理算法,试验结果表明,与基于直接响应的现有损伤指标相比,基于重构信号时域幅值和小波包能量谱的界面损伤指标可以有效地消除多模态和频散现象的影响,从而可以很好地反映钢筋混凝土梁的界面损伤程度。
邢博[5]（2020）在《基于超声导波的钢轨裂纹检测方法研究》文中研究指明钢轨疲劳裂纹和其它内部损伤可诱发断轨事故,是线路养护维修的重点之一。目前,国内外普遍采用基于超声体波的钢轨探伤车进行裂纹检测。但由于超声体波信号衰减大,探伤车在轨底角存在检测盲区。为此,本文提出基于超声导波的钢轨探伤方法,利用超声导波可以远距离探测钢轨整个横截面的特点,实现钢轨裂纹损伤的全断面检测。论文在深入研究钢轨中超声导波传播特性的基础上,对钢轨裂纹检测的模态选取、激励及裂纹定位等关键问题开展研究,为实现钢轨裂纹的全断面检测与定位奠定了理论基础。论文首先针对钢轨不同区域裂纹的检测模态选取问题,提出了一种基于导波模态裂纹敏感度的最佳检测模态选取方法。在分析了导波模态频散特性与振型特征的基础上,建立了裂纹区域能量和裂纹反射强度评价指标,研究了不同裂纹对模态的作用机理。通过对钢轨中导波模态群速度的频散特性分析,进一步引入了模态的非频散特性指标,剔除了因严重频散而影响检测精度的模态。仿真与实验结果表明,通过该方法选取的导波模态可以准确识别钢轨裂纹,同时为研究钢轨裂纹的检测及定位方法奠定了基础。针对目标模态的激励问题,论文提出了一种基于图形化模态分析方法的导波模态激励方法。通过将钢轨中导波的模态振型信息转换为RGB图像的形式,从而将复杂的解析问题转换为图像处理问题。进而应用K-Means聚类算法实现了钢轨高频复杂模态的分类,结合直方图方法、边缘提取算法以及全局阈值二值化等图像处理方法,确定了钢轨不同区域裂纹的最佳检测模态激励模式。仿真结果表明,该方法可以在钢轨中激励出以目标模态为主要成分的导波信号,解决了由于导波的多模态特性及其振型的复杂性而无法直观、快速地确定模态激励方式的问题,为实现钢轨裂纹的检测及定位提供了技术手段。针对钢轨裂纹的远距离检测与定位难题,论文提出了一种基于导波单一模态提取算法的裂纹检测方法。首先利用三维阵列导波信号分析方法,辨识回波信号中的所有导波模态及其相对能量幅值;以此为基础,利用模态追踪方法,分离出每个导波模态的反射回波时域信号,通过时频分析获取每个导波模态的实际到达时间;最后结合弹性模量匹配的群速度实时校准方法,实现钢轨裂纹的检测与定位。仿真分析和实验结果表明,单一模态提取算法解决了频率混叠导致的不同模态回波难以区分、裂纹缺陷无法在探测范围内细分定位等问题,提高了裂纹检测与定位的准确性。研究结果证明,论文提出的方法能有效实现钢轨全断面裂纹检测模态的选取、导波模态的激励及裂纹的检测与定位,为实现钢轨裂纹远距离、无盲区检测提供了一种新思路。
金标[6]（2020）在《基于广义S变换极化分析的多波多分量超前成像方法研究》文中认为断层是巷道掘进冒顶、突水及煤与瓦斯突出等重大灾害的重要隐蔽致灾因素。地震波法受干扰影响较小,适宜对巷道前方断层等进行探测。然而,煤巷工况环境复杂,横向偏移距极小,常规偏移成像方法难以准确构建断层模型。因此,从多波多分量角度出发,开展煤巷前方断层三维地震波场特征及精细成像的基础及实际应用研究,具有重要的理论意义和实践价值。本文针对煤巷前方断失煤层绕射波在时频域的极化特征,以理论分析、数值模拟、现场试验为研究方法,以实现煤巷前方断失煤层精细探测为研究目标开展研究,取得如下研究成果:（1）揭示了煤巷前方正、逆断层有效波差异特征。逆断层探测时,断失煤层绕射波先于煤层错断位置反射波到达检波器,两种类型的断层特征波在时间域易于识别,进而断失煤层绕射波极化分析与分离易于准确实现;正断层时,断失煤层绕射波后于煤层错断位置的各种反射波到达检波器,其与断层多种反射波发生混叠,断失煤层绕射波极化分析与分离困难。（2）提出了一种用于煤巷前方断失煤层高精度定位的极化成像方法。该方法利用广义S变换极化分析并计算断失煤层绕射波极化参数,通过检波器组合计算可能存在的绕射点并以其空间密度分布为衡量标准,对煤巷前方断失煤层进行收敛成像。（3）基于广义S变换时频极化分析的绕射波成像对极化参数的精准度要求较高,当极化参数准确时,成像结果精准;当极化参数存在偏差时,需结合其他断层特征波,多波联合成像也可实现精确定位。（4）实现了典型矿区煤巷断层超前定量探测。在典型矿区开展了现场试验,构建了超前断层探测模型,实证结果表明基于广义S变换极化分析的多波多分量超前成像方法可为煤巷安全掘进提供必要的技术参数。
王志芳[7]（2020）在《光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究》文中研究指明随着我国经济的发展和社会进步,大气污染问题日益严重。在恶劣环境中进行有毒有害气体的高精度检测是长期存在的难题。在气体检测技术中,光谱分析技术因灵敏度高、重复性好、操作过程简单、使用寿命长等优势,得到快速发展。在光谱式气体检测系统中,对于光谱吸收法检测探头来说,气室的有效吸收光程、结构稳定性和抗干扰性直接影响到系统的检测灵敏度。为得到高精度、高稳定性的吸收光谱法气体检测系统,将空芯光子晶体带隙光纤（Hollow Core Photonic Crystal Band Gap Fiber,HC-PBGF）作为气室,因HC-PBGF的空芯结构可同时实现传输光和光与气体的反应,所以HC-PBGF作为气室具有结构简单、抗干扰能力强、结构稳定、光与气体的作用充分等优点。但HC-PBGF在吸收式气体检测系统中的应用,存在与普通光纤耦合困难、气体扩散较慢的问题。另外,目前的吸收光谱式气体检测系统,主流的是基于红外吸收原理进行气体检测,因为其原理单一,只适用于在红外波段有吸收的气体进行检测。在复杂环境中,气体种类较多,有些气体在紫外光波段存在吸收,有些气体需要用荧光光谱法进行检测,而目前存在的单一原理的光谱法气体检测系统不能满足要求。本文针对吸收光谱法气体检测系统中HC-PBGF的应用、单一原理的光谱法气体检测系统检测种类受检测原理的限制的问题进行了分析与研究,并对系统检测结果的噪声处理和浓度测定方法进行研究,主要研究工作为:（1）应用气体分子光谱学和能级跃迁理论,分析分子吸收线的展宽机理,研究并确定影响气体谱线宽度的环境因素及测试气体甲烷和二氧化硫的检测波长。分析并研究气体吸收光谱特性和荧光光谱特性,确定光谱强度与气体浓度的关系,为气体检测系统的设计提供理论依据。（2）构建基于HC-PBGF的吸收式气体检测系统。系统利用分布反馈激光器结合波长调制技术实现光源的调制,以HC-PBGF作为气室,光衰减器作为参考光路,实现甲烷的差分谐波检测。在气室整体设计方案中,重点介绍了基于套管法的耦合装置和压差法扩散结构的设计,解决HC-PBGF在系统中与单模光纤耦合损耗大、空芯内气体扩散过慢的问题。以甲烷气体作为测试气体,进行了甲烷气体浓度检测和系统稳定性测试,实验结果验证了系统设计方案的可行性。（3）针对吸收光谱法原理的气体检测系统检测原理单一,使得气体检测种类受限的问题,本文提出将吸收光谱法和荧光光谱法两种气体检测方法相结合,设计基于多传感原理的气体检测系统。在多原理结合的气体检测系统设计中,存在光源和气室结构方面的差异问题。因此,在系统中设计了由紫外光源和红外光源组成的组合光源,及其切换和调制模块;设计了吸收光谱和荧光光谱法检测均适用的气室结构等光路,实现了对气体红外吸收光谱、紫外吸收光谱和荧光光谱的检测。以甲烷和二氧化硫两种典型气体作为测试气体,进行了甲烷红外吸收光谱,二氧化硫紫外吸收光谱和荧光光谱的检测,系统的测试结果验证了设计方案的可行性。（4）由于被测气体的浓度较低,导致气体检测系统的检测信号微弱、容易被噪声淹没,本文提出采用EEMD和小波方法相结合的算法对气体的吸收和荧光光谱数据进行降噪,实现有用信号的提取。对于气体浓度的测定,本文提出将支持向量回归机（SVR）算法用于气体浓度的测定,以去噪后的气体光谱数据作为输入数据,采用改进鸡群优化算法实现对SVR的参数优化,确定最佳参数进行浓度测定,提高气体浓度测定的准确性。
张亮[8]（2020）在《改进的小波提升算法及其在地质雷达信号精细化分析中的应用》文中提出地质雷达法能有效地探测和推断被测对象内部介质的分布情况,在工程质量检测与灾害评估方面得到了广泛应用。然而,目前地质雷达法在数据处理、图像信息的准确解译与精细化识别等方面还存在诸多不足。本文以隧道衬砌结构背后常见的空洞缺陷探测为研究对象,基于改进的提升格式小波构造算法和新构造的提升格式小波基函数,将地质雷达法与提升格式小波分析方法相结合,对检测中存在的强振幅干扰信号压制、缺陷目标体反射信号偏移成像及信号定量分析等问题进行了深入地探讨和研究。主要工作包括以下几个方面:（1）在传统小波分析原理及双正交小波传统构造方法的基础上,针对地质雷达信号分析用小波基选取时存在的不确定性和盲目性问题,开展了与地质雷达信号波形相匹配、性质优良的双正交小波基函数构造方法研究。阐述了小波提升方案的概念、算法实现的原理,并对提升格式小波基构造一般算法进行了分析和讨论。通过对传统提升方法中滤波器系数的特点和滤波器组之间须满足的关系进行论证和推导,提出了改进的提升格式小波构造算法及其实现的基本流程,并基于完全重构滤波器方程,给出了与地质雷达信号匹配性好、具有高消失矩的双正交小波基构造的实现过程,应用紧支集小波正则指数计算原理,对新构造小波基的正则性进行了验算和比较。（2）针对地质雷达图像中钢筋等强反射作用造成的干扰屏蔽影响,以及常规一维小波分解难以将强反射干扰与微弱有效信号分离的问题,利用二维小波变换具有将图像信号分解成一系列不同方向、空间局部变化的子带、小波熵能反映信号能量分布特性的特点,提出了基于二维图像小波变换与小波能谱熵理论的地质雷达强反射干扰信号去除方法（TDWE法）。对各小波基函数的对称性、与地质雷达信号波形的相似度、地质雷达信号分解后的重构误差等性能进行了分析和比较,从小波函数的性质和信号能量熵计算的角度,对适合雷达图像处理的最优小波基函数进行了选择,基于最优小波基,采用TDWE法分别对钢筋-空洞正演图像及钢筋-空洞检测试验实测结果进行强反射压制和图像分辨率提高分析。（3）针对地质雷达图像缺陷目标体信号偏移处理中偏移速度难以选取及无法实现绕射波信号的精细化成像问题,利用非抽样小波具有不丢失相位信息及F-K域算法具有偏移运算速度快、稳定性好的特点,提出了一种基于二维非抽样小波与F-K偏移算法的地质雷达信号偏移归位方法（UWFK偏移法）。在对传统的F-K偏移算法原理及二维非抽样小波变换理论进行介绍的基础上,阐述了 UWFK偏移法实施的一般流程。通过对弱绕射波信号进行偏移处理并计算图像信息熵值,分析了偏移处理所需的最佳速度值。根据比较得到的最佳偏移速度值,采用UWFK法分别对地质雷达空洞正演图像及不同形状空洞的实测雷达图像进行了偏移归位分析。（4）为了实现对隐伏空洞边界的精细化识别和准确定位,采用小波模极大值法和小波时-能密度法对地质雷达检测信号奇异点进行精确提取与识别。构建了地质雷达多频率脉冲模拟信号,对两种识别方法在地质雷达信号奇异性检测中的可行性进行了验证分析。基于新构造的Tshg3.5小波基和小波库中已有的通用小波基,分别采用小波模极大值法和小波时-能密度法对地质雷达空洞正演模拟信号及空洞探测纵向测线和横向测线数据进行特征点信息提取和空洞缺陷尺寸量化分析,并对适用于RIS型地质雷达信号定量分析用的最优小波基和较优识别方法进行了比较和优选,最后对空洞的三维成像进行了分析。本文所做的研究工作,立足于学科前沿,着眼于现阶段地质雷达图像处理和信号分析中的热点问题,对地质雷达信号分析用小波基的构造与算法实现、地质雷达图像中强反射干扰信号的压制、缺陷目标体反射信号偏移成像及雷达信号定量识别等相关问题进行了深入系统地研究,具有较高的理论意义和实用价值,为隧道衬砌结构的健康诊断与质量安全评价奠定了理论与技术基础。
孙亮[9]（2020）在《煤田地震数据时频域反褶积方法研究》文中研究说明目前,煤田地震勘探在识别复杂地质构造、小尺度的地质体时,存在分辨率不能满足实际生产的问题。由于地层普遍具有粘弹性,地震子波在地下传播过程中表现出衰减特征,地震信号实为非平稳信号。基于平稳地震信号假设的反褶积方法,难以解决因地震子波衰减引起的分辨率降低问题。时频域反褶积方法考虑了地层所具有的粘弹性衰减特征,能够有效恢复地层反射系数,提高地震勘探分辨率。本文围绕时频域反褶积的关键内容:时频分析方法、时变子波提取方法和反褶积算子设计等方面进行研究。时频分析方法作为时频域反褶积的基础,对时频分析方法的研究尤为重要。本文首先从时频分辨率、相位特征和信号重构能力三个方面,对比了短时傅里叶变换（STFT）、Gabor变换、小波变换（CWT）、S变换和广义S变换方法。时频分辨率方面,CWT、S变换和广义S变换均属于多分辨率分析方法,时频分辨率高于STFT和Gabor。相位特征方面,STFT、Gabor变换、S变换和广义S变换均具有Fourier基函数,相位信息具有统一的基准。基于复信号分析技术的CWT可以获得相位信息,但相位信息没有统一的基准。信号重构方面,STFT、Gabor变换、CWT、S变换和广义S变换都具有很好的信号重构能力。因此,S变换和广义S变换兼具了STFT、Gabor变换和CWT的优点。但是,利用S变换和广义S变换分析低频信号时,普遍存在时间分辨低的问题。为解决这一问题,本文通过设计广义S变换中的高斯时窗函数,提出了一种改进的广义S变换（IGST）。理论推导表明改进的广义S变换具有无损可逆和相位基准统一的优点。改进的广义S变换在保证高频信号时频分辨率的情况下,提高了低频信号的时间分辨率,时频分析效果优于S变换和广义S变换方法。基于改进的广义S变换,本文提出复赛时频谱谱模拟法提取时变子波的方法,构建了改进的时频域（ITFD）反褶积方法。首先,利用IGST将地震记录分解至时频域,再将其转换到复赛时频域;其次,基于信赖域算法,采用高阶Fourier级数拟合复赛时频振幅谱中每一时刻的时变子波振幅谱,克服了褶积模型中反射系数白噪假设;再次,为了消除时变子波时频振幅谱提取结果的不稳定性,本文将矩形窗平滑法和时频域双曲平滑法用于时变子波振幅谱平滑;最后,利用Hilbert变换估计时变子波时频相位谱,从而提取了时变子波时频谱。通过与实际时变子波、Gabor反褶积时变子波的时频振幅谱对比,表明本文提出的时变子波提取方法具有更加理想的效果。结合时变子波的时变特征,本文设计了合理的反褶积算子,从而构建了一种新的时频域反褶积方法。该方法的反褶积结果优于最小平方反褶积和Gabor反褶积,与实际反射系数吻合较好。结合广义标准线性固体和差分进化算法,本文建立了近似常Q值粘声波方程。采用高阶交错网格有限差分方法,实现了近似常Q值粘声波方程的数值求解。针对煤系层状、断层和陷落柱地质模型,开展了弹性声波和粘声波波场正演模拟。相对弹性声波波场,粘声波波场中反射波的能量存在衰减特征,反射波同相轴变宽。为验证改进的时频域反褶积方法的有效性,本文分别利用最小平方反褶积、Gabor反褶积和ITFD反褶积方法处理粘声波地震剖面,结果表明三种方法均可以有效提高反射波同相轴的分辨率,但最小平方反褶积没有补偿介质粘弹性导致的能量衰减,且深部反射波同相轴难以识别;Gabor反褶积补偿了介质粘弹性衰减导致的反射波能量衰减,但其存在时变子波提取效果较差,残余子波降低了地震剖面信噪比的问题;ITFD反褶积方法不仅补偿了介质粘弹性衰减导致的能量衰减,而且拓宽了地震有效频带,成像效果优于最小平方反褶积和Gabor反褶积。基于IGST的时频分析表明ITFD反褶积方法能够提高地震分辨率,拓宽地震频带,提高对断点和断面的识别能力。为了消除地震道之间的振幅能量差异,本文采用标准道的L2范数进行能量均衡,提高反射波同相轴连续性。实际地震资料处理中,若采用标准地震道提取的时变子波进行时频域反褶积,将影响地震反射波同相轴的连续性。基于L2范数的时变子波提取方法,可以有效均衡各道之间的能量差异,提高地震反射波同相轴的连续性。此外,为了提高时频域反褶积的抗噪性,本文对多道时变子波进行加权平滑处理,建立了基于ITFD反褶积方法的技术流程。实际数据验证了该技术流程的合理性和可行性,可以有效补偿深部反射波能量,提高煤田地震数据的垂向分辨率。
宋圣霖[10]（2020）在《旋转机械故障的全信息融合时频分析技术研究》文中研究表明旋转机械的结构和功能日趋复杂,对机械系统的安全性和稳定性要求也愈加严格,因此旋转机械故障诊断在过程监控领域成为了研究热点。旋转机械发生故障时会产生动态非平稳信号,时频分析技术可以有效得处理非平稳信号,将复杂的机械数据内在信息进行特征提取,相比于频谱分析采用平稳的正弦波分解信号更为先进。振动信号特征提取的质量决定了在线监测系统中诊断方法和预测方法的有效性,旋转机械早期故障信号较为微弱,容易受环境噪声以及其它结构件的干扰,因此故障特征难以进行提取。本文针对单通道信号振动数据不完整、不精确的局限性,基于全信息融合的全矢谱理论,研究时频分析技术在强背景噪声下微弱故障的特征提取,解决了非平稳多通道信号提取故障敏感特征量和数据融合问题。论文主要工作和研究成果如下:（1）研究了基于改进谐波小波和分形的故障诊断算法,采用高斯包络改进的谐波小波对旋转机械信号进行处理,运用G-P关联维数提取微弱故障特征。通过仿真实验验证了算法的有效性,在转子实验台上采集数据,计算得出改进谐波小波处理后的关联维数能够很好的识别出故障,保真性较高,稳定性较好,优于传统的关联维数算法以及谐波小波分形算法。（2）研究了全矢频带熵（FV-FBE）的故障诊断算法,采用短时傅里叶变换（STFT）计算频带熵（FBE）,根据FBE最小原则自适应设计双通道信号的带通滤波器带宽和中心频率,对滤波后的双通道信号采用全矢Hilbert包络解调,得到全矢包络谱进行故障诊断。研究表明FV-FBE算法可以减少低频离散噪声成分以及全面提取微弱故障特征。（3）研究了全矢AR谱峭度的故障诊断算法,采用自回归模型（AR）进行轴承信号的预白化处理,保留信号的瞬态冲击和稳态噪声,采用改进谐波小波计算的谱峭度自适应设计带通滤波器,对滤波后的双通道信号采用全矢Hilbert包络解调,得到全矢包络谱进行故障诊断。研究表明全矢AR谱峭度算法可以全面有效的提取轴承的微弱故障,优于传统的谱峭度算法。
二、自适应小波在X荧光谱分析中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自适应小波在X荧光谱分析中的应用（论文提纲范文）
（2）齿轮箱故障机理及稀疏分解诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 故障诊断国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于仿真建模的故障机理研究 |
| 1.2.2 基于模态分解的故障诊断方法 |
| 1.2.3 基于稀疏分解的故障诊断方法 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 齿轮箱关键零部件的模态分析及谐响应分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机械振动理论 |
| 2.2.1 模态分析理论 |
| 2.2.2 谐响应分析理论 |
| 2.3 齿轮的模态分析及谐响应分析 |
| 2.3.1 齿轮有限元仿真模型的建立 |
| 2.3.2 仿真结果处理与分析 |
| 2.4 轴承的模态分析及谐响应分析 |
| 2.4.1 轴承有限元仿真模型的建立 |
| 2.4.2 仿真结果处理与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 齿轮箱关键零部件的显式动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动力学分析理论 |
| 3.2.1 齿轮运动学分析 |
| 3.2.2 轴承运动学分析 |
| 3.3 Lsdyna简介及基本算法 |
| 3.3.1 显式积分算法 |
| 3.3.2 接触算法 |
| 3.4 齿轮的显式动力学分析 |
| 3.4.1 齿轮显式动力学仿真模型 |
| 3.4.2 仿真结果处理与分析 |
| 3.5 轴承的显式动力学分析 |
| 3.5.1 轴承显式动力学仿真模型 |
| 3.5.2 仿真结果处理与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于双树复小波与相关滤波改进字典构造方法及其应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 齿轮箱的噪声机理 |
| 4.3 信号的稀疏表示 |
| 4.4 字典构造 |
| 4.4.1 固定字典 |
| 4.4.2 学习字典 |
| 4.5 改进的字典构造方法 |
| 4.5.1 双树复小波分解 |
| 4.5.2 Laplace相关滤波 |
| 4.6 故障齿轮振动信号采集实验 |
| 4.6.1 实验介绍 |
| 4.6.2 单轴齿轮断齿故障振动信号处理 |
| 4.6.3 双轴齿轮断齿故障振动信号处理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于遗传算法与包络熵改进的稀疏分解及其应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Gabor字典构造 |
| 5.3 优化算法 |
| 5.4 基于残差信号包络熵的终止准则 |
| 5.5 故障轴承振动信号采集实验与仿真 |
| 5.5.1 仿真验证 |
| 5.5.2 实验介绍 |
| 5.5.3 轴承故障信号处理 |
| 5.6 本章小结 |
| 主要结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）小电流接地系统单相接地故障选线及测距研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 故障选线研究现状 |
| 1.2.2 故障测距研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 小电流接地系统单相接地故障特征分析 |
| 2.1 单相接地故障稳态分析 |
| 2.1.1 不接地方式下单相接地故障稳态分析 |
| 2.1.2 经消弧线圈接地方式下单相接地故障稳态分析 |
| 2.2 单相接地故障暂态分析 |
| 2.2.1 暂态电容电流 |
| 2.2.2 暂态电感电流 |
| 2.2.3 暂态接地电流 |
| 2.3 小电流接地系统故障建模与仿真 |
| 2.3.1 不同中性点接地方式单相接地故障仿真分析 |
| 2.3.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CEEMDAN的信号分解方法 |
| 3.1 经验模态分解(EMD) |
| 3.1.1 经验模态分解原理 |
| 3.1.2 EMD的特点和不足 |
| 3.2 集合经验模态分解(EEMD) |
| 3.2.1 集合经验模态分解原理 |
| 3.2.2 EEMD的不足 |
| 3.3 自适应噪声完全集合经验模态分解原理(CEEMDAN) |
| 3.4 仿真对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于CEEMDAN能量比重的故障选线研究 |
| 4.1 能量比重法选线原理 |
| 4.2 相关分析原理 |
| 4.3 选线流程 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 基于CEEMDAN能量比重故障选线有效性仿真分析 |
| 4.4.2 基于CEEMDAN能量比重故障选线适应性仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于CEEMDAN-TEO的故障测距研究 |
| 5.1 行波的相关理论 |
| 5.1.1 故障行波的产生 |
| 5.1.2 故障行波传输过程 |
| 5.1.3 故障行波的折射和反射 |
| 5.1.4 三相线路行波过程和相模变换 |
| 5.1.5 行波模量依频特性分析 |
| 5.2 TEO行波信号波头识别 |
| 5.3 基于CEEMDAN-TEO改进双端行波测距法 |
| 5.3.1 改进双端行波测距法 |
| 5.3.2 改进双端行波测距法实现步骤 |
| 5.4 基于CEEMDAN-TEO混合线路改进双端行波测距法 |
| 5.4.1 混合线路的改进双端行波测距法 |
| 5.4.2 混合线路改进双端行波测距法实现步骤 |
| 5.5 仿真分析与验证 |
| 5.5.1 改进双端行波测距法有效性仿真分析 |
| 5.5.2 改进双端行波测距法适应性仿真分析 |
| 5.5.3 混合线路改进双端行波测距法有效性仿真分析 |
| 5.5.4 混合线路改进双端行波测距法适应性仿真分析 |
| 5.5.5 对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（4）导波的小波有限元模拟及其用于钢筋混凝土界面损伤监测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 导波的多模态和频散处理技术研究现状 |
| 1.2.1 导波的多模态和频散特性 |
| 1.2.2 导波的多模态抑制技术 |
| 1.2.3 导波的频散抑制和补偿技术 |
| 1.2.4 导波的时间反转法自动聚焦技术 |
| 1.3 导波的有限元数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 导波有限元模拟的关键问题 |
| 1.3.2 导波有限元模拟中常用方法 |
| 1.3.3 小波有限元及其在导波模拟中的应用 |
| 1.4 RC结构界面损伤NDT/SHM研究现状 |
| 1.4.1 RC结构界面损伤主要NDT/SHM技术 |
| 1.4.2 导波在RC结构中的传播特性 |
| 1.4.3 基于导波的RC结构界面损伤监测和评价研究现状 |
| 1.5 存在的主要问题和本文的研究内容 |
| 1.5.1 存在的主要问题 |
| 1.5.2 研究目标和拟解决的关键问题 |
| 1.5.3 本文主要研究内容 |
| 1.5.4 本文研究课题来源 |
| 2 导波模拟中小波单元与谱分析相结合的频域小波有限元方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 区间B样条小波及其多分辨率分析 |
| 2.2.1 一维区间B样条小波 |
| 2.2.2 小波多分辨率分析 |
| 2.2.3 二维区间B样条小波 |
| 2.3 区间B样条小波单元 |
| 2.3.1 转换矩阵 |
| 2.3.2 BSWI经典杆单元 |
| 2.3.3 BSWI Timoshenko梁单元 |
| 2.3.4 BSWI平面单元 |
| 2.3.5 基于提升方案的多尺度小波阶谱单元 |
| 2.4 BSWI单元与谱分析法相结合频域小波有限元方法 |
| 2.4.1 频域谱单元法 |
| 2.4.2 基于FFT的频域小波有限元方法 |
| 2.4.3 FFT引起的误差及解决方案 |
| 2.5 导波数值算例分析 |
| 2.5.1 四种有限元方法对比分析 |
| 2.5.2 含裂纹损伤的杆中的纵向导波模拟 |
| 2.5.3 含界面损伤的梁中的弯曲导波模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 导波模拟中小波单元的数值频散分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 维BSWI单元的频散分析 |
| 3.2.1 一维复波数频散分析 |
| 3.2.2 无量纲参数 |
| 3.2.3 BSWI阶数的影响 |
| 3.2.4 尺度提升的影响 |
| 3.3 二维BSWI单元的频散分析 |
| 3.3.1 基于Rayleigh商近似的频散分析 |
| 3.3.2 BSWI平面单元的数值频散 |
| 3.3.3 泊松比的影响 |
| 3.3.4 与其他高阶单元的对比 |
| 3.4 网格畸变的影响分析 |
| 3.4.1 矩形畸变 |
| 3.4.2 等边畸变 |
| 3.4.3 等面积畸变 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于小波高阶杆单元的多模态频散导波模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 杆中的纵向导波模态与高阶杆近似理论 |
| 4.3 考虑多模态和几何频散现象的小波杆单元 |
| 4.3.1 BSWI高阶杆单元的统一格式 |
| 4.3.2 Love杆小波单元 |
| 4.3.3 Bishop杆小波单元 |
| 4.3.4 两模态杆小波单元 |
| 4.3.5 三模态杆小波单元 |
| 4.3.6 四模态杆小波单元 |
| 4.4 多模态杆理论的裂纹模型 |
| 4.4.1 简化裂纹模型的统一格式 |
| 4.4.2 两模态杆的裂纹柔度系数 |
| 4.4.3 三模态杆的裂纹柔度系数 |
| 4.4.4 四模态杆的裂纹柔度系数 |
| 4.5 裂纹杆中频散导波的数值算例 |
| 4.5.1 材料参数和激励信号 |
| 4.5.2 离散误差和计算效率的讨论 |
| 4.5.3 单元误差和适用范围的讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多模态频散导波与RC界面损伤的相互作用机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混凝土介质对RC结构中导波多模态和频散特性的影响 |
| 5.2.1 基于小波有限元的RC轴对称双层介质简化模型 |
| 5.2.2 混凝土散射衰减的Rayleigh阻尼模型 |
| 5.2.3 横向尺寸对RC结构中导波多模态和频散现象的影响 |
| 5.3 RC结构中多模态频散导波与界面损伤相互作用机理 |
| 5.3.1 横向尺寸较小时导波与界面损伤相互作用过程 |
| 5.3.2 横向尺寸较大时导波与界面损伤相互作用过程 |
| 5.4 多模态和频散现象对RC结构界面损伤指标的影响 |
| 5.4.1 首波和主波包的自动识别 |
| 5.4.2 现有RC界面损伤指标的有效性讨论 |
| 5.4.3 幅值和波速指标失效的原因分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于导波时间反转法的RC界面损伤监测和评价 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 导波时间反转法的理论基础 |
| 6.2.1 波动方程的时间反转不变性和空间互易性 |
| 6.2.2 基于传递函数的时间反转导波声场 |
| 6.3 RC结构中界面损伤对时间反转重构信号的影响 |
| 6.3.1 基于阻尼频率依赖型线性损伤假设的时间反转算子讨论 |
| 6.3.2 基于重构信号的RC界面损伤指标 |
| 6.4 基于导波时间反转的RC梁界面损伤监测试验 |
| 6.4.1 试件制备和试验装置 |
| 6.4.2 RC梁中导波监测时间反转自动处理算法 |
| 6.5 基于直接响应和重构信号的RC梁界面损伤评价效果 |
| 6.5.1 基于直接响应的现有幅值和波速损伤指标 |
| 6.5.2 基于重构信号幅值的损伤指标 |
| 6.5.3 基于重构信号相似性的损伤指标 |
| 6.5.4 基于重构信号小波包能量谱的损伤指标 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 多模态杆的内部裂纹模型柔度系数 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于超声导波的钢轨裂纹检测方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钢轨裂纹检测方法研究现状 |
| 1.2.1.1 钢轨裂纹的机器视觉检测方法 |
| 1.2.1.2 钢轨裂纹的物理检测方法 |
| 1.2.2 超声导波检测技术研究现状 |
| 1.2.2.1 超声导波的传播特性研究 |
| 1.2.2.2 超声导波的模态分析方法研究 |
| 1.2.2.3 超声导波模态的激励方法研究 |
| 1.2.2.4 超声导波无损检测技术的研究 |
| 1.2.3 基于超声导波的钢轨裂纹检测方法的关键理论问题 |
| 1.3 论文主要内容及章节安排 |
| 2 钢轨中超声导波的传播特性 |
| 2.1 导波的基本特性 |
| 2.1.1 体波和导波概述 |
| 2.1.2 导波的速度和模态 |
| 2.1.3 导波的频散现象 |
| 2.2 基于三维有限元方法的导波特性及振动响应分析 |
| 2.2.1 钢轨有限元分析的基础理论 |
| 2.2.2 钢轨的建模与三维网格的划分方法 |
| 2.2.3 钢轨中导波模态的频散特性分析 |
| 2.2.4 钢轨的振动响应分析 |
| 2.3 基于半解析有限元方法的导波特性及振动响应分析 |
| 2.3.1 钢轨中超声导波频散曲线的求解 |
| 2.3.2 导波模态的振型分析 |
| 2.3.3 钢轨的振动响应分析 |
| 2.4 钢轨的振动响应计算方法的对比分析 |
| 2.4.1 振动响应计算结果的对比分析 |
| 2.4.2 振动响应求解效率的对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 裂纹检测模态选取方法 |
| 3.1 导波模态的裂纹敏感度评价方法 |
| 3.1.1 模态裂纹区域能量评价指标 |
| 3.1.2 模态裂纹反射强度评价指标 |
| 3.2 不同类型裂纹对模态的作用机理分析 |
| 3.2.1 轨头横向裂纹检测模态 |
| 3.2.1.1 作用机理分析 |
| 3.2.1.2 仿真分析与实验验证 |
| 3.2.2 轨腰纵向裂纹检测模态 |
| 3.2.2.1 作用机理分析 |
| 3.2.2.2 仿真分析与实验验证 |
| 3.2.3 轨底侧面垂向裂纹检测模态 |
| 3.2.3.1 作用机理分析 |
| 3.2.3.2 仿真分析与实验验证 |
| 3.2.4 作用机理分析小结 |
| 3.3 裂纹敏感度评价方法的改进与优化 |
| 3.3.1 裂纹检测的误差分析与修正 |
| 3.3.2 基于导波模态非频散特性评价指标的改进方法 |
| 3.3.3 全断面典型类型裂纹的检测模态的选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 任意导波模态的激励模式优化方法 |
| 4.1 钢轨中导波模态的图像表示方法 |
| 4.1.1 钢轨图像的表示方法 |
| 4.1.2 模态振型的RGB图像转换方法 |
| 4.2 图形化模态分析方法 |
| 4.2.1 基于K-Means聚类算法的导波模态分类方法 |
| 4.2.2 导波模态的激励方法 |
| 4.2.3 模态激励的数值仿真验证 |
| 4.3 目标模态的最优激励模式 |
| 4.3.1 轨头区域裂纹检测模态的激励 |
| 4.3.2 轨腰区域裂纹检查模态的激励 |
| 4.3.2.1 频率为60kHz的3号模态的激励 |
| 4.3.2.2 频率为60kHz的6号模态的激励 |
| 4.3.3 轨底区域裂纹检测模态的激励 |
| 4.3.3.1 频率为30kHz的4号模态的激励 |
| 4.3.3.2 频率为60kHz的4号模态的激励 |
| 4.3.3.3 频率为60kHz的1号模态的激励 |
| 4.3.4 全断面裂纹检测模态最优激励模式小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于单一模态提取算法的钢轨裂纹检测与定位方法 |
| 5.1 钢轨导波模态辨识方法的可行性分析 |
| 5.1.1 基于时域信号的模态辨识方法 |
| 5.1.2 基于二维傅里叶变换的模态辨识方法 |
| 5.1.3 基于连续小波变换的模态辨识方法 |
| 5.1.4 基于希尔伯特-黄变换的模态辨识方法 |
| 5.2 裂纹的检测及定位方法 |
| 5.2.1 基于激励响应逆变换的模态定量辨识方法 |
| 5.2.2 钢轨中导波的单一模态提取算法 |
| 5.2.2.1 完整钢轨中导波的单一模态提取 |
| 5.2.2.2 有裂纹钢轨中导波的单一模态提取 |
| 5.2.3 钢轨裂纹的检测及定位方法 |
| 5.3 仿真与实验验证 |
| 5.3.1 钢轨裂纹检测数值仿真分析 |
| 5.3.2 短钢轨裂纹检测实验验证 |
| 5.3.3 钢轨焊缝对裂纹检测的影响分析 |
| 5.3.4 扣件对裂纹检测的影响分析 |
| 5.3.5 长钢轨裂纹检测实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于广义S变换极化分析的多波多分量超前成像方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 2 理论基础及方法研究 |
| 2.1 基于广义S变换的时频极化分析 |
| 2.2 基于广义S变换时频极化分析的绕射波成像方法 |
| 2.3 基于广义S变换时频极化处理软件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤层全空间弹性波场模拟及极化成像 |
| 3.1 人工合成信号 |
| 3.2 逆断层模型 |
| 3.3 正断层模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 柴里矿区探测实例 |
| 4.1 地质概况及地球物理特征 |
| 4.2 现场数据采集与信号处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气体检测技术概述 |
| 1.3 光谱法气体检测技术的发展及研究现状 |
| 1.3.1 直接吸收光谱技术 |
| 1.3.2 可调谐二极管激光器吸收谱技术 |
| 1.3.3 空芯光子晶体光纤检测技术 |
| 1.3.4 多组分气体检测技术 |
| 1.3.5 信号处理技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 气体检测光谱理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气体吸收光谱检测技术分析 |
| 2.2.1 光谱机理分析 |
| 2.2.2 气体吸收光谱法检测原理 |
| 2.3 气体荧光光谱检测技术分析 |
| 2.4 测试气体检测波长的选择 |
| 2.4.1 甲烷检测波长的选择 |
| 2.4.2 二氧化硫检测波长的选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于HC-PBGF的吸收式气体检测系统研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TDLAS-WMS技术检测原理 |
| 3.3 基于HC-PBGF的气体检测系统设计 |
| 3.3.1 激光器及驱动 |
| 3.3.2 信号处理单元设计 |
| 3.4 HC-PBGF气室结构设计 |
| 3.4.1 光在HC-PBGF中的传播特性研究 |
| 3.4.2 HC-PBGF与 SMF的耦合研究 |
| 3.4.3 HC-PBGF的压差法气体扩散研究 |
| 3.5 基于HC-PBGF气体检测系统的测试 |
| 3.5.1 甲烷浓度检测 |
| 3.5.2 系统稳定性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于吸收和荧光光谱法气体检测系统的关键技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于吸收光谱法和荧光光谱法的气体检测系统设计分析 |
| 4.3 系统结构设计 |
| 4.3.1 光源切换及其调制单元设计 |
| 4.3.2 滤光片的选取 |
| 4.3.3 共用气室结构的设计 |
| 4.3.4 信号采集单元设计 |
| 4.4 多传感原理气体检测系统的性能测试 |
| 4.4.1 红外吸收式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.4.2 紫外吸收式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.4.3 荧光光谱式气体检测模式的测试结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 气体光谱数据的降噪和浓度测定方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气体检测系统实验数据的降噪处理 |
| 5.2.1 EEMD结合小波算法在气体检测系统中的应用分析 |
| 5.2.2 降噪性能评价指标的建立 |
| 5.2.3 甲烷吸收光谱的降噪处理 |
| 5.2.4 二氧化硫紫外吸收光谱的降噪处理 |
| 5.2.5 二氧化硫荧光光谱的降噪处理 |
| 5.3 气体浓度测定方法研究 |
| 5.3.1 PSO-BP模型建立与浓度测定 |
| 5.3.2 ICSO-SVR模型建立与浓度测定 |
| 5.4 气体检测系统实验结果处理与显示 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）改进的小波提升算法及其在地质雷达信号精细化分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.1 隧道衬砌结构隐伏质量缺陷检测方法研究 |
| 1.2.2 地质雷达图像强干扰信号去除方法研究 |
| 1.2.3 地质雷达隐伏质量缺陷偏移处理研究 |
| 1.2.4 小波基函数构造研究 |
| 1.2.5 地质雷达信号定量分析研究 |
| 1.3 本研究课题的来源及主要研究内容 |
| 1.4 本文研究采取的技术路线 |
| 第二章 提升格式小波构造理论 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 双正交小波分析基本原理与算法 |
| 2.2.1 小波分析原理 |
| 2.2.2 多分辨率分析 |
| 2.2.3 双正交小波性质及其传统构造方法 |
| 2.3 提升格式小波变换 |
| 2.3.1 小波提升方案基本概念 |
| 2.3.2 完全重构滤波器原理 |
| 2.3.3 小波提升分解方法 |
| 2.4 提升格式小波构造一般算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改进的提升格式小波构造理论及其算法实现 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 改进的提升格式小波构造算法 |
| 3.3 改进的提升格式小波构造流程及其构造举例 |
| 3.3.1 提升格式小波构造流程 |
| 3.3.2 小波基构造举例 |
| 3.4 改进提升格式的GPR信号分析用小波基构造及其优势验证 |
| 3.4.1 GPR信号分析用双正交小波滤波器组构造 |
| 3.4.2 基于粒子群算法的滤波器组自由参数优化 |
| 3.4.3 小波正则性验算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于二维小波变换和小波熵的地质雷达强干扰信号处理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 图像二维小波变换及其mallat算法 |
| 4.2.1 图像二维小波变换理论 |
| 4.2.2 二维双正交小波变换mallat算法 |
| 4.3 小波熵理论 |
| 4.4 小波基的选取 |
| 4.4.1 小波基基本性质比较 |
| 4.4.2 小波能量熵的计算 |
| 4.5 正演信号分析 |
| 4.5.1 FDTD正演原理 |
| 4.5.2 钢筋-空洞模型与正演试验 |
| 4.5.3 基于二维小波变换与小波熵的强反射干扰去除 |
| 4.6 实测地质雷达信号强干扰去除分析 |
| 4.6.1 钢筋-空洞检测试验 |
| 4.6.2 基于二维小波变换与小波熵的强反射干扰去除 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于UWFK法的地质雷达目标信号偏移处理 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 F-K域偏移方法 |
| 5.3 非抽样小波变换原理 |
| 5.3.1 一维非抽样小波变换 |
| 5.3.2 二维非抽样小波变换 |
| 5.4 图像信息熵估计 |
| 5.5 二维非抽样小波F-K偏移法基本流程 |
| 5.6 正演模拟信号偏移处理 |
| 5.7 实测信号偏移处理 |
| 5.7.1 方形空洞偏移处理 |
| 5.7.2 角形空洞偏移处理 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 提升格式小波在地质雷达信号定量分析中的应用 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 基于小波分析的信号奇异点识别方法 |
| 6.2.1 小波变换模极大值法 |
| 6.2.2 小波变换时-能密度法 |
| 6.3 模拟信号定量分析 |
| 6.3.1 地质雷达多频率脉冲信号间隔时间识别分析 |
| 6.3.2 正演模拟试验及其信号分析 |
| 6.4 空洞探测试验及其信号分析 |
| 6.4.1 沙箱纵向测线定量分析结果 |
| 6.4.2 沙箱横向测线定量分析结果 |
| 6.5 空洞三维可视化分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（9）煤田地震数据时频域反褶积方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 时频分析研究现状 |
| 1.2.2 反褶积方法研究现状 |
| 1.2.3 粘弹性理论研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.3.1 论文研究内容与技术路线 |
| 1.3.2 论文创新点 |
| 2 改进的广义S变换方法 |
| 2.1 瞬时谱分析 |
| 2.1.1 Fourier变换 |
| 2.1.2 复信号分析 |
| 2.1.3 瞬时频率和瞬时相位 |
| 2.2 短时Fourier变换 |
| 2.2.1 短时Fourier变换(STFT) |
| 2.2.2 Heisenberg测不准原理 |
| 2.2.3 Gabor变换 |
| 2.3 连续小波变换(CWT) |
| 2.4 改进的广义S变换 |
| 2.4.1 S变换(ST) |
| 2.4.2 广义S变换(GST) |
| 2.4.3 改进的广义S变换(IGST) |
| 2.4.4 数值模拟测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 时频域反褶积方法 |
| 3.1 反褶积基础 |
| 3.1.1 平稳地震记录褶积模型 |
| 3.1.2 非平稳地震记录褶积模型 |
| 3.1.3 最佳维纳滤波及最小平方反褶积 |
| 3.1.4 Gabor反褶积 |
| 3.2 复赛时频谱谱模拟法提取时变子波 |
| 3.2.1 复赛时频谱谱模拟法 |
| 3.2.2 基于信赖域算法提取时变子波时频谱 |
| 3.3 时变子波时频谱平滑 |
| 3.4 改进的时频域反褶积方法及测试 |
| 3.4.1 改进的时频域反褶积方法 |
| 3.4.2 数值模拟测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 粘声波地震波场正演及时频域反褶积方法测试 |
| 4.1 一阶速度-应力方程交错网格有限差分方法 |
| 4.1.1 弹性波波动方程 |
| 4.1.2 时间2M阶与空间2N阶差分 |
| 4.2 近似常Q粘声波方程 |
| 4.2.1 广义标准线性固体(GSLS) |
| 4.2.2 基于差分进化(DE)算法的粘声介质近似常Q值拟合 |
| 4.2.3 近似常Q值粘声波一阶速度-应力方程的构建 |
| 4.2.4 数值模拟测试 |
| 4.3 煤岩岩石物理实验 |
| 4.3.1 煤岩样品与实验设备 |
| 4.3.2 煤岩超声波速度测试 |
| 4.3.3 煤岩品质因子Q提取 |
| 4.4 煤系层状模型粘声波地震波场正演及时频域反褶积 |
| 4.4.1 煤系层状模型粘声波地震波场正演 |
| 4.4.2 时频域反褶积方法测试 |
| 4.5 煤系断层地质模型粘声波地震波场正演及时频域反褶积 |
| 4.5.1 煤系断层地质模型粘声波地震波场正演 |
| 4.5.2 时频域反褶积方法测试 |
| 4.6 煤系陷落柱地质模型粘声波地震波场正演及时频域反褶积 |
| 4.6.1 煤系陷落柱地质模型粘声波地震波场正演 |
| 4.6.2 时频域反褶积方法测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 YC煤矿三维地震资料处理及时频域反褶积应用 |
| 5.1 概况 |
| 5.1.1 地质概况 |
| 5.1.2 采集概况 |
| 5.2 三维地震资料预处理 |
| 5.2.1 静校正 |
| 5.2.2 地表一致性振幅补偿 |
| 5.2.3 速度分析、动校正(NMO)与叠加 |
| 5.3 时频域反褶积应用 |
| 5.3.1 时变子波时频谱提取 |
| 5.3.2 时变子波时频谱多道加权平滑 |
| 5.3.3 测井数据对比分析 |
| 5.3.4 时频域反褶积应用效果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）旋转机械故障的全信息融合时频分析技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 旋转机械故障诊断的研究意义 |
| 1.3 时频分析技术研究现状 |
| 1.4 同源信息融合研究现状 |
| 1.4.1 全息谱技术 |
| 1.4.2 全频谱技术 |
| 1.4.3 全矢谱技术 |
| 1.5 本文的研究目的和意义 |
| 1.6 主要研究内容和结构安排 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 结构框架 |
| 2 改进谐波小波和分形及其在故障诊断中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 小波变换 |
| 2.2.1 连续小波变换 |
| 2.2.2 离散小波变换 |
| 2.2.3 小波包变换 |
| 2.3 谐波小波 |
| 2.3.1 谐波小波变换 |
| 2.3.2 改进谐波小波变换 |
| 2.4 分形理论 |
| 2.4.1 G-P关联维数算法 |
| 2.4.2 关联维数参数的选择 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.5.1 仿真实验 |
| 2.5.2 测试实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 全矢谱理论在故障诊断中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全矢谱理论 |
| 3.2.1 转子动力学涡动分析 |
| 3.2.2 全矢谱参数分析 |
| 3.2.3 全矢谱数值计算方法 |
| 3.3 全矢谱在故障诊断中的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 全矢频带熵算法及其在故障诊断中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滚动轴承故障诊断模型 |
| 4.2.1 滚动轴承故障特征 |
| 4.2.2 滚动轴承不同部位故障特征 |
| 4.3 谱峭度 |
| 4.4 频带熵 |
| 4.5 全矢频带熵算法 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 全矢AR谱峭度算法及其在故障诊断中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 滚动轴承故障模型与随机滑动 |
| 5.3 AR模型和预白化处理 |
| 5.3.1 AR模型结构 |
| 5.3.2 AR模型阶数选择 |
| 5.3.3 AR模型参数估计 |
| 5.3.4 预白化处理 |
| 5.4 全矢AR谱峭度算法 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 关键技术和创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果 |
四、自适应小波在X荧光谱分析中的应用（论文参考文献）
- [1]低原子序数元素EDXRF重峰分解方法及解析系统设计[D]. 吴廉晖. 东华理工大学, 2021
- [2]齿轮箱故障机理及稀疏分解诊断方法研究[D]. 李欣欣. 江南大学, 2021(01)
- [3]小电流接地系统单相接地故障选线及测距研究[D]. 林明毅. 广西大学, 2021(12)
- [4]导波的小波有限元模拟及其用于钢筋混凝土界面损伤监测研究[D]. 申伟. 大连理工大学, 2020
- [5]基于超声导波的钢轨裂纹检测方法研究[D]. 邢博. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]基于广义S变换极化分析的多波多分量超前成像方法研究[D]. 金标. 中国矿业大学, 2020(03)
- [7]光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究[D]. 王志芳. 燕山大学, 2020(01)
- [8]改进的小波提升算法及其在地质雷达信号精细化分析中的应用[D]. 张亮. 长沙理工大学, 2020
- [9]煤田地震数据时频域反褶积方法研究[D]. 孙亮. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [10]旋转机械故障的全信息融合时频分析技术研究[D]. 宋圣霖. 郑州大学, 2020