基于隨機共振原理的機械故障信號檢測方法研究.pdf

1、本論文研究的內容得到了國家自然科學基金項目的資助（50875070）。論文在研究隨機共振理論的基礎上，設計出了參數(shù)可調的調制隨機共振系統(tǒng)。通過對該系統(tǒng)建模、仿真分析和電路設計，驗證了該系統(tǒng)對大參數(shù)微弱信號檢測的有效性。在此基礎上，利用數(shù)字信號處理技術進行了閉環(huán)自適應調制隨機共振電路的設計，并用DSP芯片開發(fā)出相應的閉環(huán)自適應隨機共振系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)。
　　全文主要內容如下：
　　第1章在廣泛閱讀國內外文獻的基礎上，闡

2、述了隨機共振理論及其應用的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)，在此基礎上，確立了本論文的主要研究內容及其目標。
　　第2章以?？恕绽士朔匠虨榛A，介紹了隨機共振基本理論，分析了具有代表性的隨機共振系統(tǒng)的動態(tài)特性、產(chǎn)生隨機共振現(xiàn)象的原因和條件以及噪聲和微弱信號之間的聯(lián)系。
　　第3章通過對一階線性系統(tǒng)的分析，過渡到一階非線性系統(tǒng)，探討了非線性系統(tǒng)與隨機共振現(xiàn)象的本質聯(lián)系，研究了如何利用隨機共振原理進行強噪聲背景中的微弱信號檢測的原理和方法。

3、
　　第4章主要針對機械故障中常見的大參數(shù)微弱信號的檢測，基于雙穩(wěn)態(tài)模型，利用調制隨機共振原理，分別進行了單頻信號和多頻諧波信號的仿真實驗，設計了調制隨機共振電路模塊，并進行了相關實驗驗證。
　　第5章為了能夠實現(xiàn)工程實際中的信號檢測，研究了自適應調制隨機共振的理論與方法，基于對隨機共振系統(tǒng)參數(shù)和掃頻信號頻率的調節(jié)，利用輸出信噪比的反饋控制，研究了基于DSP芯片自適應隨機共振系統(tǒng)硬件電路和軟件系統(tǒng)。
　　第6章分析了本

4、文所設計的檢測系統(tǒng)的優(yōu)點與不足，為進一步的研究作了一些展望。
　　本文作為隨機共振理論方面的基礎應用研究，從一階線性系統(tǒng)特性引出非線性系統(tǒng)的特性，研究了隨機共振現(xiàn)象的本質特性。針對在機械故障中常見的難以實現(xiàn)隨機共振的中低頻周期信號（即所謂的大參數(shù)信號），基于調制隨機共振理論，將其變換為可滿足絕熱近似理論的小參數(shù)信號（即信號的幅值、頻率都遠小于1的信號），并針對單頻信號和多頻諧波信號進行仿真分析和實驗驗證，與數(shù)字信號處理相結合，提出