基于生物进化论消噪算法的齿轮传动系统故障特征多尺度提取研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905053
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

It is known that the early fault in gear transmission system is hard to detect, the root cause of this problem is that the early fault vibration characteristics are weak, and the signal to noise ratio of early fault vibration characteristics is low affected by the large amount of non-stationary coupled operation noise in the observation signals. Therefore, aiming to eliminate the non-stationary coupled noise in the observation signal of the gear transmission system and extract early fault-related weak vibration features, three parts are studied based on evolutionary adaptive filter method and multi-scale decomposition theory. 1) Research on the non-stationary coupled noise characteristics analysis and characterization method, and construct the parametric modeling of the non-stationary coupled noise of the gear transmission system, provide the foundation for the further elimination of noise; 2) Conduct evolutionary adaptive filter denoising research, and establish the model of filter population dynamic reproduction, realize global optimal suppression and elimination of non-stationary coupled noise; 3) Carrying out multi-scale composite extraction and identification research of fault vibration characteristics, Construct signal adaptive multi-scale decomposition and reconstruction model, achieve accurate extraction and identification diagnosis of weak vibration characteristics of early faults. Based on the research of this project, it is expected to provide a new theoretical basis and technical support for the realization of efficient and highly accurate gear transmission system signal noise elimination and fault diagnosis.
齿轮传动系统早期故障难以准确诊断,其根本原因是早期故障振动特征微弱,又受环境与运行条件等因素影响,齿轮传动系统观测信号中包含了大量的非平稳耦合运转噪声,导致早期故障振动特征信噪比低。因此,本项目拟基于生物进化论自适应滤波方法和信号多尺度分解原理,围绕齿轮传动系统非平稳耦合噪声消除与早期故障微弱振动特征提取问题,1)开展齿轮传动系统非平稳耦合噪声特性分析与表征方法研究,完成齿轮传动系统非平稳耦合噪声的参数化建模与表征,为噪声的准确消除奠定基础;2)开展生物进化论自适应消噪算法研究,提出滤波器种群动态繁殖迭代方法,实现非平稳耦合噪声的全局最优消除;3)开展故障振动特征多尺度提取研究,构建信号自适应多尺度分解与重构模型,实现早期故障微弱振动特征的准确解调提取和识别诊断。通过本项目的研究,期望为实现高效和高精准的齿轮传动系统振动信号噪声消除和故障诊断提供新的理论基础和技术支撑。

结项摘要

本项目基于生物进化论自适应滤波方法和信号多尺度分解原理,围绕齿轮传动系统非平稳耦合噪声消除与早期故障微弱振动特征提取问题,1)开展了齿轮传动系统非平稳耦合噪声特性分析与表征方法研究,构建了误差影响下的齿轮系统局部故障激励产生和传递机理,分析了故障特征与干扰信号之间的关系和分布特征;2)开展了生物进化论自适应消噪算法研究,提出了基于动态生物进化策略和多尺度进化的种群全局优化方法,实现了消噪滤波器系数全局最优的寻找,提升了早期微弱故障的信噪比;3)开展故障振动特征多尺度提取研究,发明了多尺度时频协同解调的微弱特征提取方法,构建了信号自适应多尺度分解与重构模型,实现早期故障微弱振动特征的准确解调提取和识别诊断。本项目在国内外高水平期刊上发表论文共计14篇,申请国家发明专利3项,成果支撑获得中国机械工业科学技术发明一等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(3)
Dynamic characteristic of spur gear system with spalling fault considering tooth pitch error
考虑齿距误差的剥落故障正齿轮系统动态特性
  • DOI:
    10.1002/qre.2869
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Quality and Reliability Engineering International
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Lantao Yang;Qiuyuan Chen;Lei Yin;Liming Wang;Yimin Shao
  • 通讯作者:
    Yimin Shao
Vibration AM-FM sidebands mechanism of planetary gearbox with tooth root cracked planet gear
齿根裂纹行星齿轮行星齿轮箱振动AM-FM边带机构
  • DOI:
    10.1016/j.engfailanal.2022.106353
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Engineering Failure Analysis
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Xiaoqing Yang;Liming Wang;Kang Ding;Xiaoxi Ding
  • 通讯作者:
    Xiaoxi Ding

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其他文献

面向可信互联网的IP地址管理技术研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    计算机应用研究
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  • 作者:
    马迪;毛伟;田野;王伟;王利明
  • 通讯作者:
    王利明
一类具有限制联盟结构的合作对策的两阶段Shapley值
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王利明
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    电子学报
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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