基于GWO-VMD算法的齿轮故障自适应特征提取

目的 齿轮产生故障时,利用其声发射信号进行自适应特征提取后诊断。方法 利用变分模态分解方法（VMD）对齿轮发生故障时的声发射信号进行分解。在现实状况中,采集声发射原信号噪声干扰大,导致特征提取准确度低,并且模态分解时参数需要人为调试设定。鉴于此,引入灰狼优化算法（GWO）,对模态分解个数k和二次惩罚因子α自适应选择最优参数后,对信号分解得到本征模态函数（IMF）。通过相关系数选出最佳IMF作为特征分量,计算其峭度和样本熵。结果 计算了各分量的相关系数,选取与原始信号最为相近的分量,分别计算其峭度和样本熵。分解后,齿轮故障声发射信号峭度高于正常的情况,而样本熵则偶然性表现为正常情况下的值大于故障条件下的值。结论 采用支持向量机对特征向量集进行分类识别,对比改进后的试验结果,GWO-VMD结合峭度–样本熵的方法能够有效地提取故障特征,判断齿轮状态是否健康。     

GCC盒和JERE盒介导的信号途径在水稻应答逆境中的作用

植物应答逆境的防御反应在很大程度是在基因转录水平调节的,其中转录因子与目标基因启动子上顺式作用元件的识别和结合起着关键的调节作用.本研究将从双子叶植物中发现的GCC盒(应答乙烯)和JERE盒(应答JA和激发子)与CaMV35S核心启动子融合构建成诱导型启动子,利用GUS报告基因构建其表达载体并进行农杆菌介导的水稻遗传转化.利用T1代株系分析了GCC盒和JERE盒水稻植株对不同逆境胁迫和激素处理的应答.结果表明在转基因植株中它们都具有很低的本底表达.稻瘟病侵染、稻纵卷叶螟取食和机械损伤处理可不同程度提高GUS基因的表达.另外,脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)也能提高GUS的表达.实验结果暗示JERE和GCC盒介导的信号途径在单子叶和双子叶之间有一定的保守性.图5参15     

Short-term prediction of influent flow rate and ammonia concentration in municipal wastewater treatment plants

The prediction of the influent load is of great importance for the improvement of the control system to a large wastewater treatment plant. A systematic data analysis method is presented in this paper in order to estimate and predict the periodicity of the influent flow rate and ammonia （NH3） concentrations： 1） data filtering using wavelet decomposition and reconstruction; 2） typical cycle identification using power spectrum density analysis; 3） fitting and prediction model establishment based on an autoregressive model. To give meaningful information for feedforward control systems, predictions in different time scales are tested to compare the corresponding predicting accuracy. Considering the influence of the rainfalls, a linear fitting model is derived to estimate the relationship between flow rate trend and rain events. Measurements used to support coefficient fitting and model testing are acquired from two municipal wastewater treatment plants in China. The results show that 1） for both of the two plants, the periodicity affects the flow rate and NH3 concentrations in different cycles （especially cycles longer than 1 day）; 2） when the flow rate and NH3 concentrations present an obvious periodicity, the decreasing of prediction accuracy is not distinct with increasing of the prediction time scales; 3） the periodicity influence is larger than rainfalls; 4） the rainfalls will make the periodicity of flow rate less obvious in intensive rainy periods.     

连续油管疲劳损伤的磁记忆检测试验研究

连续油管工作在大位移塑性变形条件下,受力复杂,工况恶劣。其破坏形式多种多样,尤以疲劳居多。根据连续油管的工作原理,利用磁记忆检测方法,进行连续油管全尺寸疲劳试验,研究连续油管在内压、轴向拉伸及弯曲等交变载荷作用下,疲劳破坏过程的磁记忆特征信号变化规律,采用区域积分面积-寿命关系曲线,分析大位移塑性变形下的连续油管疲劳损伤过程的磁记忆信号特征值的规律。试验表明:磁记忆特征值可以很好的描述连续油管疲劳损伤程度,为现场连续油管服役过程工作寿命及损伤程度的判定提供依据。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。     

矿山微震时间序列的相空间构建与混沌吸引子维数确立

为了进一步挖掘矿山微震信号内蕴藏的信息,初步研究了微震信号的混沌特性。针对矿山微震信号非平稳、非线性的特点开展了以下研究:建立了一维时间序列的相空间重构模型,分析了一维和多维微震时间序列的空间相型;选取了矿山现场监测一维微震时间序列（N=2 000）,利用自相关函数求取了时间序列的延迟时间τ;建立了微震时间序列关联分维数的循环计算模型;最终确立了相应临界距离r（r=250）和相空间维数m（m=50）的值,计算求得分维数D的值为1.088 5。研究结果表明,微震一维时间序列的吸引子维数存在,同时也证明了微震时间序列具有混沌特性。该研究结果为利用混沌理论处理矿山微震数据,如初始到时精确拾取、信号特征分析与提取以及波形降噪等提供理论依据。     

基于接收信号强度分区矿山无线定位算法

针对井下工作人员的平时考勤以及发生井下事故时能够对受困人员进行及时有效的定位搜救,提出了一种接收信号强度分区（RSSP）定位算法。RSSP定位算法把井下相邻参考节点间划分为若干分区,根据井下人员（移动节点）所在巷道位置的接收信号及强度情况对其进行定位。此算法比较简单,功耗低。经过MATLAB模拟仿真,得出RSSP算法比经典的RSSI和RFID算法定位精度更高。     

嗜酸硫杆菌双组分信号转导系统多样性分析

为探索嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus)对极端矿山环境条件感知和反应分子机制的差异,利用生物信息学方法鉴定和分析了两株嗜酸氧化亚铁硫杆菌、一株喜温嗜酸硫杆菌和一株耐冷嗜酸硫杆菌的双组分信号转导系统(TCS)结构多样性特征.结果表明,4株嗜酸硫杆菌拥有27~38个TCS蛋白,聚类分析显示有16组配对的TCS族、4组孤儿组氨酸蛋白激酶(HK)和9组孤儿反应调节蛋白(RR),与其进化分支有较好的相关性;其中9个配对和5个不配对的TCS 蛋白族为嗜酸硫杆菌菌株所共有,其余特有TCS均在一个或几个菌株中缺失.嗜酸硫杆菌菌株共有的TCS功能涉及氮素固定及代谢调节、柠檬酸/苹果酸代谢调节等,特有TCS功能涉及如趋化性调控、重金属响应、铜抗性调控等,这可能有助于菌株在极端矿山环境中生存.     

贵州春旱短期气候预测信号及预测模型研究

本文分析研究了贵州春旱的大气环流异常特征,寻找确定了贵州春早的6个短期气候预测信号,并在此基础上以1957～1996年作为样本年代建立了春旱短期气候预测模型.预测模型经1997～2000年为期4年的独立试报,取得了良好效果.     

信号控制交叉口行人过街等待时间研究

为保护行人过街时的安全及减少行人违章行为,通过分析行人过街的等待规律,构建了信号控制行人过街等待的生存分析方法。对上海市典型交叉口的行人过街等待行为的观测及分析,得到了行人等待的生存曲线,建立了行人违章危险度随行人自身及环境因素影响的COX风险回归模型。结果表明:行人在路边等待过街最大可忍受等待时间为90s,在中间安全岛的最大可忍受等待时间仅为50s;行人等待时间与行人年龄、红灯时间、穿越车道数、冲突方向车流量、是否二次过街相关,与行人性别无关;合理的交叉口设计和信号控制能提高行人的遵章率、降低违章危险度。笔者建议:信号控制交叉口行人红灯时间不超过90s,行人在安全岛最大等待时间不超过50s。