一、混沌弱信号检测法在超声检漏系统中的应用（论文文献综述）
曾紫焰[1]（2020）在《基于超声导波的钢轨轨底无损检测技术的研究》文中研究说明随着轨道交通系统与铁路系统的发展,安全性必须处于首要考虑地位,钢轨探伤则是保障列车安全运行的必要环节。当前我国钢轨探伤基于传统的超声波检测技术,在钢轨轨底区域存在探伤盲区,容易造成漏探、误判。而超声导波无损检测技术具有检测距离长、全截面检测、检测效率高等优势,特别适用于细长型构件的检测,若能将其应用于钢轨探伤中,对保障铁路与轨道交通系统的安全运营以及提高基础设施检测水平具有重要的理论与现实意义。本文结合理论研究、数值仿真与实验研究对超声导波钢轨轨底无损检测技术中导波激发、传播、接收、信号处理的相对完整流程进行了研究。对超声导波在钢轨轨底中传播特性的研究是实现导波探伤的前提。本文利用半解析有限元法求解60kg/m制式钢轨的频散曲线;将不同区域钢轨类比为相应厚度的板,分析了板中兰姆波的传播特性,结合仿真与实验得出轨底特定激发方式下的导波模态与板中lamb波的反对称模式具有高度相似性;同时对轨底导波的传播进行了有限元仿真,直观呈现了导波在钢轨轨底的传播过程,优选了适合轨底导波探伤的频率范围与导波模态;考虑到现场扣件对轨底的约束,将扣件等效为弹簧单元,研究了扣件对轨底导波传播的影响。论文通过有限元仿真研究钢轨轨底不同损伤与导波的相互作用规律,用于指导导波钢轨轨底探伤实验。仿真中优选适合于轨底裂纹损伤检测的激发位置与激发方向;分别设置沿不同方向梯度增长的裂纹来探究导波对轨底不同方向裂纹的敏感度;模拟呈现了轨底多损伤在特定位置下的导波干涉现象;同时以单元刚度折减的方式模拟了核伤,分析了导波对轨底核伤检测的有效性。基于理论与仿真研究设计了钢轨轨底导波损伤检测的实验方案,在轨底制造了不同大小人工裂纹,优选出最适合于轨底检测的导波接收换能器,实现了对轨底3mm裂纹的损伤识别及损伤定位,实验验证了超声导波对钢轨轨底探伤的有效性。超声导波信号处理与损伤识别是实现钢轨轨底探伤的重要环节之一。本文研究了傅里叶变换带通滤波的信号去噪方法,并将短时傅里叶变换以及小波变换应用于超声导波信号处理,均能有效识别3mm轨底损伤,但判断存在一定主观性,同时由于导波在钢轨中的衰减性导致在长距离损伤检测中对弱信号的识别也是难点之一,基于此开展了基于Duffing阵子的混沌弱信号导波检测方法的研究,发展了多频激励混沌阵子弱信号检测系统,构造时移窗函数并通过Lyapunov指数和分维数作为损伤判断因子,实现定量指标识别损伤及损伤定位,并开发了检测系统的图形用户操作界面,以助于推广混沌检测系统的实际应用。
陈香贵[2]（2020）在《基于声发射的密封舱泄漏检测技术研究》文中认为太空中存在大量空间碎片,空间碎片多集中分布在近地轨道和地球同步轨道,截至2020年10cm以上的被编目的接近20000个,毫米级空间碎片数量更是巨大,空间碎片平均运行速度约为10km/s,且每年仍以5%的速度增长。随着我国航天技术的发展,航天器发射次数不断增加,一般来说厘米级别的空间碎片碰撞,足以使航天器彻底毁坏,只能通过轨道机动规避,毫米级空间碎片需要设计防护结构,当航天器与空间碎片撞击后,直径为毫米级的漏孔对于航天器较为常见,由于碰撞引发的气体泄漏将导致舱体内的压力不断下降,所以当太空中的航天器与空间碎片发生碰撞产生微小泄漏时,应当快速准确的对泄漏源进行定位,以确保航天器和航天员的安全。所以本文根据快速准确的定位需求展开了对密封舱泄漏检测技术研究。当空间碎片与密封舱发生碰撞时,由于舱内外压差,引发气体喷流,气体与航天器舱壁相互作用产生弹性波,弹性波在舱壁上传播,通过耦合在舱壁上的传感器,检测弹性波信号,通过分析此信号,判断泄漏孔的位置。本文利用混沌理论对噪声背景下不同孔径产生的微小信号进行识别;利用波达方向（Direction-of-Arrival,DOA）估计定位算法,引入小波谱分析,对气体泄漏源进行定位,并采用数值仿真的手段进行分析研究。首先,利用实验平台做气体泄漏实验,通过实验平台采集泄漏声发射信号分析其信号特征,对泄漏声发射信号产生的机理和信号的传播特性进行研究分析。利用ANSYS Workbench软件中的Fluent模块、瞬态动力学模块、流固耦合模块,分析不同漏孔孔径的泄漏速度、漏孔处应力强度与不同漏孔孔径之间的关系,并对仿真产生的泄漏信号进行时域频域分析。其次,通过分析密封舱持续气体泄漏产生的声发射信号的特点,在研究混沌理论的基础上,利用Duffing振子对噪声的免疫性和对参数的敏感性来进行微弱信号的检测,对不同孔径产生的微弱信号在噪声的背景下进行识别,验证混沌理论对微小信号检测的有效性。最后,对采集的声发射信号通过DOA估计定位算法对泄漏源进行定位,并针对不同传感器阵列的拓扑结构进行选取,通过对L型阵列的阵元间距和阵元数量进行优化,提高阵列定向精度,进而通过多组阵列定位时达到提高定位精度的目的。分析传感器阵列的定位误差,针对减小定位误差提出两种全域阵列模型,并通过比较定位精度和定位面积对两种模型进行比较,分析模型各自的特点。本文通过对泄漏信号传播特性、泄漏信号的识别和全域定位等几方面的研究,提高了对泄漏源定位的精度,对密封舱泄漏定位具有工程实现价值。
李兆昕[3]（2019）在《基于杜芬系统几何特征的微弱信号检测方法研究》文中进行了进一步梳理随着电子信息技术的不断发展,信号的复杂性大幅提升,有用信息经常被淹没在很强的背景噪声中,提取有用信息变的十分困难。传统的信号检测分析方法,如傅里叶分析、时频分析、包络分析等方法普遍基于线性变换和线性滤波,在强噪声背景环境下无法有效提取有用信息。经验模态分解、随机共振和小波降噪等非线性方法虽能提取有效信息,但是会造成信号失真,很难实现特征信号的量化分析。尽管近些年微弱信号检测技术取得了一定进展,但是能解决的实际问题依然十分有限。目前微弱信号检测技术的难点在于如何实现在低信噪比的条件下检测有用信号,并尽可能减少信号失真变形。在非线检测方法中,混沌振子系统具有对参数敏感和对噪声免疫的特性,对淹没在噪声中的谐波信号具有极好的响应特性。相比传统信号检测方法极大降低了检测门槛,在微弱信号检测领域受到广泛关注。本文基于改进的高阶双耦合杜芬系统,提取相轨迹的两种几何特征分别用来判断系统状态和量化特征信号幅值,提出了一种基于相轨迹几何特征的未知频率信号检测方法,并将其应用于高铁轴承信号的故障检测和导波信号二次谐波的幅值量化。介绍了经典杜芬混沌振子的参数敏感和噪声免疫等优良特性,并阐述了混沌振子检测微弱信号的原理。针对经典杜芬系统抗噪性有限的缺陷,进一步改进使用高阶双耦合杜芬系统。建立基于高阶双耦合系统的检测模型,并通过仿真轴承故障信号对其可行性进行了验证。采用了相轨迹几何特征作为判断系统状态的依据,极大的减小计算量。在经典杜芬系统基础上,探究了一种基于几何特征极半径不变矩的未知频率信号检测方法。采用混沌振子策动力频率扫描自动识别待测信号中的谐波成分,通过几何特征的异常值作为判定特征频率的依据。相比于经典的混沌检测方法,可以不用将检测的精确特征频率作为先验知识。为了表明混沌检测方法的普适性和通用性,通过两个不同应用场景下的微弱信号检测。一方面,将改进后的杜芬混沌振子应用于非线性超声导波的微弱信号识别与量化分析;另一方面,对噪声环境下的滚动轴承的故障信号进行检测,在传统方法失效的前提下检测效果均有所提升。
林荣[4]（2017）在《基于超声导波的钢轨探伤技术研究》文中研究指明钢轨探伤是保障列车安全运行的必要工作。我国铁路部门制定了《钢轨探伤管理规则》,并投入了大量人力物力实施钢轨探伤。当前钢轨探伤依赖于传统超声波检测技术,但该技术存在探伤盲区,而且容易受到表层损伤干扰。由此引起的漏探和误判,成为我国钢轨断轨的首要原因。超声导波具有适用于细长型构件长距离检测的技术特点,若能应用于钢轨探伤中,将有利于减少漏探误判并提高探伤效率。根据在役钢轨发生重伤和折断的统计数据,本论文主要研究基于超声导波的钢轨轨头和轨底探伤技术。为了研究导波探伤的有限元建模方法、损伤回波信号的基本特征以及导波探伤实验方法,本论文以管道超声导波检测作为前导性研究,通过有限元仿真分析了多种损伤形状的导波回波特征,指出在导波探伤中应考虑损伤回波的干涉效应,最后使用自主开发的导波探伤装置在钢管上进行了实验验证。研究钢轨中导波的传播特性是钢轨导波探伤的前提。论文通过三种互补的方法研究了钢轨导波的传播特性,分别是使用半解析有限元法求解钢轨中导波频散曲线、使用类比研究法编程求解板中兰姆波频散曲线、使用有限元法分析钢轨导波传播过程。在此基础上分析了导波激发频率对钢轨中导波传播特性的影响,展示了钢轨中导波的主要模态及其波结构,为钢轨导波探伤实验提供了理论指导。为了进行导波钢轨探伤实验,本论文测量了多种压电陶瓷晶片的阻抗曲线,提出了“宽带激发,窄带接收”的选择导波换能器阻抗特性的思路,在此基础上设计了两种适用于钢轨探伤的压电式导波换能器并应用于实验中,得到了适用于轨头、轨底探伤的导波激发和接收方案,并提出了一种基于小波变换优选导波钢轨探伤激发频率和分析频率的方法。最后通过在自然损伤钢轨、人造损伤钢轨上进行探伤实验,验证了本论文导波钢轨探伤方案的有效性。导波信号处理和损伤判别也是钢轨探伤中的重要环节。本论文提出了基于导波模态分离和模态转换的损伤判别方法,指出并修正了使用传统的单频激励混沌振子弱信号检测系统检测多频叠加导波弱信号时存在的问题,并分析了混沌振子检测系统对导波弱信号的适用性,指出了该方法存在误检可能并难以对检测结果可靠度做出评估的局限性。
武静,张伟伟,马宏伟[5]（2014）在《利用Lyapunov指数实现超声导波检测的实验研究》文中研究说明利用杜芬方程Lyapunov指数提出了一种敏感的超声导波识别方法,并通过对钢管中导波信号的检测验证了该方法的有效性。首先,对比了输入Hanning窗调制导波信号与纯噪声信号对系统Lyapunov指数的不同影响,给出了利用Lyapunov指数识别弱超声导波信号的基本原理,并确定了检测系统参数。然后,利用压电传感器在3 m长的钢管中激发和接受超声导波,并将实测导波信号输入杜芬检测系统。研究结果表明,Lyapunov指数可以有效地识别出回波信号中是否存在导波信号,而对于噪声信号Lyapunov指数表现出一定的免疫力,该方法有助于提高管道微缺陷识别的灵敏度。同时,利用输入含噪声的实测导波信号与输入实测纯噪声信号后的两个最大Lyapunov指数之比定义损伤指标,当缺陷在一定范围之内时,该指标具有单调递减性,可用于评估缺陷大小。应用本方法,可有效地提高导波检测的灵敏度。
胡菊丽,张自强,高允领[6]（2014）在《基于混沌理论的天然气管道泄漏检测实验》文中研究说明提出了一种基于混沌理论的天然气管道的泄漏检测方法。该方法利用混沌理论对噪声具有抑制作用,对同频率的微弱周期信号极其敏感的特点,首先将采集到的声发射信号的频率压缩至110 rad/s,然后将信号输入Duffing振子阵列系统中,以振子阵列系统的状态转换实现强噪声中泄漏信号的检测。仿真实验证明,该系统在强噪声背景下具有很强的抗干扰能力,能从噪声中检测泄漏信号并能提高泄漏检测的准确率。
张涛[7]（2014）在《空间环境模拟器泄漏声发射检测技术研究》文中提出随着我国载人航天技术的发展和人类航天活动的日益频繁，航天器作为航天活动的重要载体，直接维系着航天探索活动的成败。空间环境模拟器可以模拟太空环境下独有的超低温、高真空等特征，是航天器的关键试验和测试设备之一，能够为航天器提供空间环境测试条件，也是航天器发射前的重要保障设施。空间环境模拟器的泄漏检测技术是航天器空间环境试验技术的关键组成部分，其密闭性直接关系到航天器的发射可靠性。我国现有的空间环境模拟器泄漏检测仍以气泡法和真空氦质谱检漏法为主，检测效率低，检测范围小，无法满足快速检测和定位的需求。本文结合国家载人航天领域对空间环境测试技术的重大需求，针对空间环境模拟器泄漏检测和定位，研究基于声发射原理的泄漏检测方法，与中国航天科技集团某所合作开展了多项现场实验，获取了有益的研究成果。主要内容包括：1、研究了气体泄漏声发射信号的产生机理，结合空间环境模拟器的泄漏机理，建立了空间环境模拟器泄漏模型，利用有限元仿真进行了空间环境模拟器泄漏的流场数值模拟和声场数值模拟，研究了泄漏量参数如泄漏流速、泄漏压差、泄漏声场与漏孔孔径和漏孔形状等泄漏孔参数之间的对应关系。2、以泄漏产生的连续型声发射信号为对象，利用频谱分析、小波包分解和参数特征分析等方法，明确了连续型声发射信号的有效表征特征参数，研究了空间环境模拟器气体泄漏条件与声发射信号特性之间的内在联系，分析了不同孔径漏孔气体泄漏声发射信号的幅值、频谱和小波包归一化能量特征分布。3、分析了空间环境模拟器背景噪声信号和泄漏信号的声学特性，研究了基于混沌理论的微小泄漏检测方法，利用环形耦合Duffing混沌振子理论模型和Simulink检测系统，提高了微小泄漏检测条件下的灵敏度，现场数据分析验证了基于混沌理论的微小泄漏检测的有效性。4、结合真空环境下空间环境模拟器气体持续泄漏现象的特点，提出了一种基于波束合成算法的连续声源定位方法，并结合阵列信号处理理论对不同传感器拓扑结构的阵列导向矢量进行了深入研究，比较了线阵、双线阵、圆阵和方阵等不同传感器布放型式的优缺点；确定了L型传感器阵列拓扑模型结构适合于气体泄漏声发射源的定向测量，结合对该方法现场实验数据定位误差的分析结果，证明了本文所提出的基于波束合成算法的连续声源定位方法的有效性。
安娜[8]（2014）在《基于混沌的微弱信号放大与A/D转换方法研究》文中研究指明微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机和物理学等一系列方法从强噪声中检测出微弱信号的过程，采用一些新技术和新方法来提高检测系统的信噪比。由于信号非常微弱，在对其进行测量前必须对其进行放大。运算放大器是微弱信号检测中引入噪声的主要原因。所以，在微弱信号检测中要求前置放大器的噪声系数尽量小。此外，要选择合适的检测方法。传统的微弱信号检测方法主要包括：相关检测法、双路消噪法、频域的谱分析法等。但用这些方法对微弱信号进行检测一般要求信噪比的门限值较高。由于传统检测方法的局限性以及对微弱信号检测的迫切需要，寻找一种新的微弱信号检测方法成为微弱信号检测研究热点，其中混沌、随机共振、谐波小波在微弱信号检测方面的应用为微弱信号检测开辟了新的思路。首先，本文设计了一种微弱信号循环放大电路。该电路主要由一个主运放，两个采样保持电路以及若干模拟开关组成。通过控制模拟开关的切换，实现对微弱信号循环放大。该过程是误差自补偿的。信号被放大的同时噪声保持不变，极大地提高了系统的信噪比。通过数学公式验证了该原理的正确性，对器件的参数值进行了计算给出了计算结果。其次，基于混沌理论设计了A/D转换电路。主运放的输出与零电位进行比较，输出0或1，控制模拟开关将基准电压（VR或VR）输入到主运放的输入端进行下一次比较。依次循环输出符号序列。运用混沌符号动力学原理建立输出序列与输入信号的一一对应关系，从而检测出微弱信号。运用PSPICE软件对电路系统进行了仿真分析。主要包括对运算放大器、采样保持器以及模拟开关等器件的选取以及其部分性能的测试；对循环放大电路、混沌A/D转换电路进行了仿真验证。最后，提出了硬件设计方案，其中包括：FPGA芯片的选取、电源电路设计、放大及A/D转换硬件电路设计。在Xilinx ISE的开发环境中采用Verilog HDL语言对系统的时序逻辑电路进行了仿真并给出了仿真结果。
胡菊丽[9]（2014）在《城市天然气管网泄漏检测与定位技术研究》文中指出随着环境污染的加重，人们开始寻找?种清洁、高效的新能源。天然气开始进入了人们的视线，日益受到国内、外的关注。天然气的主要运输手段是管道，由于其具有易燃易爆特性，管道的安全性就显得非常重要127】。随着我国经济的发展，能源结构的调整，城市天然气管网也在飞速发展。天然气的泄露检测与排除就显得尤为重耍。而城市燃气管网位于复杂多变的噪声环境中，具有压力低，多分支，多附件的特点，这就决定了其泄漏检测定位的难度很大[541。天然气管道的泄露检测与定位成为智慧城市天然气管网运行中亟待解决的关键技术之一。本研宄将广义声发射理论与混沌理论相结合，应叫于城市天然气管网的泄漏检测及定位。广义声发射[471是近些年发展起来的一个理论，用于研宄管壁中由泄油引发的应力波特性，该理论认为泄漏引发的信号是连续信号，可以对其进行连续捕捉，不必担心因错过时间而漏检。该特性是其与常规负压波理论的最大K别。基于混沌弱信号检测技术是信号处理领域中崭新的手段。本文融合声发射理论与混沌理论在天然气管网泄露的研究中，完成了以下主要工作与成果：1)根据声发射检测技术，组建了天然气管道泄漏检测模拟系统，该系统由计算机、数据采集版、声发射传感器以及管道等组成。2)采用广义声发射理论解释管壁屮由泄制引发的应力波现象，根据此理论研究了城市天然气管网屮、低压燃气管道泄漏信号的特点；3)在混沌理论的驻础上，依据混沌系统对同频率的微弱周期信号极其敏感，对噪声信号具有很强的免疫力的特性，研究了天然气管道强噪声中周期弱信号的检测方法’实现了在复杂多变的环境噪声中管道泄漏信号的检测；4)根据单点泄漏模型以及互双谱理论,设计了实现天然气单点泄漏的定位方法。实验结果表明，该方法的正确性及在程上的可行性。该理论对检测范围存在单个泄漏点情况的检测及定位具有很髙的应用价值。通过大量现场实验以及仿真结果表明：混沌检测技术可以有效地在复杂多变的城市环境噪声中，实现城市中压及低压燃气管网的泄漏检测。将互双谱理论运用到城市地下燃气管网的泄漏定位中，可以有效地避免信号因噪声互相关而定位不准确的问题。结果表明该方法可以较准确的对管网的泄漏点进行定位，且定位精度较高。
张刚,王颖,王源[10]（2014）在《基于锁相环的Duffing振子弱信号时域检测方法研究》文中指出Duffing系统对特定信号敏感及对噪声免疫的特性,使其在微弱信号检测中有巨大潜在应用。待测信号首先通过锁相环电路得到信号的频率,再被输入混沌检测系统。在Duffing振子检测系统中,策动力变化时系统输出信号时序图呈现同步且规律性变化。据此可判断系统混沌状态,并得到精确的阈值,从而实现待测信号的检测。理论分析及仿真结果表明,较之传统做法,此方法可检测未知频率的信号,更易于实现且节省大量仿真时间,因此在实际应用中具有重大意义。
二、混沌弱信号检测法在超声检漏系统中的应用（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、混沌弱信号检测法在超声检漏系统中的应用（论文提纲范文）
（1）基于超声导波的钢轨轨底无损检测技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 钢轨损伤检测的意义 |
| 1.1.2 钢轨损伤的类型 |
| 1.1.3 常见钢轨损伤检测方法 |
| 1.1.4 超声导波钢轨损伤检测技术 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对钢轨超声导波传播特性求解 |
| 1.2.2 对钢轨不同区域探伤方法研究 |
| 1.2.3 对不同换能器的研究 |
| 1.2.4 当前研究进展总结 |
| 1.3 本文研究工作及创新点 |
| 1.3.1 全文内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 研究创新点 |
| 第2章 超声导波在钢轨轨底传播特性的研究 |
| 2.1 超声导波的基本特征 |
| 2.1.1 群速度、相速度与频散 |
| 2.1.2 导波的多模态 |
| 2.1.3 导波的衰减特性 |
| 2.2 基于半解析有限元法的钢轨频散曲线求解 |
| 2.3 基于板中兰姆波的钢轨轨底频散特性类比研究 |
| 2.4 基于有限元的轨底导波传播特性的研究 |
| 2.4.1 有限元模型建立与网格划分 |
| 2.4.2 导波激励信号的选取 |
| 2.4.3 轨底不同频率导波的传播 |
| 2.4.4 扣件对轨底导波传播的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声导波对轨底损伤作用规律的研究 |
| 3.1 导波对轨底损伤作用规律的仿真研究 |
| 3.1.1 轨底导波不同位置激发对损伤检测的影响 |
| 3.1.2 轨底导波不同激发方向对损伤检测的影响 |
| 3.1.3 导波对轨底不同方向裂缝的灵敏度 |
| 3.1.4 导波在轨底多损伤下的干涉现象 |
| 3.1.5 导波对轨底核伤的检测 |
| 3.2 导波对轨底损伤检测的实验研究 |
| 3.2.1 导波轨底损伤检测的实验方案 |
| 3.2.2 导波轨底损伤检测的实验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于时频分析的导波信号处理与损伤识别方法 |
| 4.1 基于傅里叶滤波的导波信号去噪方法 |
| 4.2 基于短时傅里叶变换的导波信号的时频分析 |
| 4.3 基于小波变换的导波信号处理方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于Duffing阵子的导波混沌检测系统 |
| 5.1 混沌系统 |
| 5.2 Duffing混沌阵子系统 |
| 5.3 Duffing混沌阵子系统的相态判断指标 |
| 5.3.1 相轨迹图 |
| 5.3.2 Lyapunov指数 |
| 5.3.3 分维数 |
| 5.4 Duffing混沌阵子系统对导波信号的检测 |
| 5.4.1 策动力幅值F的确定方法 |
| 5.4.2 多频激励Duffing混沌阵子弱信号检测方法 |
| 5.4.3 多频激励Duffing混沌系统对轨底损伤的识别 |
| 5.5 Duffing混沌阵子系统的GUI开发 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对学位论文的学术评语 |
| 学位论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
（2）基于声发射的密封舱泄漏检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 密封舱泄漏声发射信号分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气体泄漏声发射信号产生机理及传播特性 |
| 2.2.1 气体泄漏声发射信号产生机理 |
| 2.2.2 气体泄漏声发射信号传播特性 |
| 2.3 连续型声发射信号的基本特征 |
| 2.3.1 气体泄漏实验平台 |
| 2.3.2 实验信号分析 |
| 2.4 基于FLUENT的泄漏声发射信号数值仿真分析 |
| 2.4.1 泄漏模型建立与设置 |
| 2.4.2 泄漏流场和声场数值仿真 |
| 2.4.3 基于仿真采集泄漏声发射信号分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 噪声背景下微小泄漏声发射信号识别 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混沌理论检测微弱信号的原理 |
| 3.2.1 混沌的定义 |
| 3.2.2 混沌系统的主要特性 |
| 3.2.3 Duffing系统数学模型及分析 |
| 3.3 混沌振子检测模型的仿真实验和特性分析 |
| 3.3.1 Duffing振子建模仿真 |
| 3.3.2 不同孔径泄漏信号识别 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 密封舱泄漏全域定位研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于声发射定位方法分析 |
| 4.2.1 波束形成定义 |
| 4.2.2 远场模型分析 |
| 4.3 传感器阵列拓扑结构优化 |
| 4.3.1 典型传感器阵列拓扑结构分析 |
| 4.3.2 L型传感器阵列拓扑结构优化 |
| 4.4 传感器阵列定位分析 |
| 4.4.1 L型阵列定向精度分析 |
| 4.4.2 阵列定位分析 |
| 4.4.3 全域定位模型分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）基于杜芬系统几何特征的微弱信号检测方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机械故障微弱信号检测技术的发展现状 |
| 1.2.2 混沌振子检测技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与结构安排 |
| 2 基于高阶双耦合杜芬的微弱信号检测方法 |
| 2.1 经典杜芬系统微弱信号检测方法 |
| 2.1.1 经典杜芬混沌系统 |
| 2.1.2 经典杜芬系统微弱信号检测 |
| 2.2 改进杜芬系统微弱信号检测方法 |
| 2.2.1 杜芬对任意频率待测信号检测 |
| 2.2.2 周期策动力初始相位调整 |
| 2.3 高阶双耦合杜芬系统微弱信号检测方法 |
| 2.3.1 高阶双耦合杜芬系统的动态特性 |
| 2.3.2 杜芬系统相轨迹几何特征 |
| 2.4 仿真数据分析 |
| 2.4.1 滚动轴承故障信号仿真 |
| 2.4.2 滚动轴承仿真信号预处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于杜芬系统几何特征的未知频率信号检测 |
| 3.1 基于几何特征的频率扫描检测方法 |
| 3.1.1 杜芬系统几何特征的频率敏感性 |
| 3.1.2 极半径不变矩的变参数动态特性仿真 |
| 3.2 粒子群算法对频率扫描检测的寻优 |
| 3.2.1 粒子群算法的基本原理 |
| 3.2.2 PSO对几何特征检测未知频率信号的优化 |
| 3.3 基于极半径不变矩频率检测的轴承故障频率检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 耦合杜芬系统在导波检测与轴承故障信号检测的应用 |
| 4.1 基于超声导波的铝板材料非线性系数检测 |
| 4.1.1 铝板材料非线性实验平台概述 |
| 4.1.2 基于相轨迹面积几何特征的二次谐波估算方法 |
| 4.1.3 实测信号处理及二次谐波定性分析 |
| 4.2 高阶耦合杜芬系统在高铁轴承复合故障诊断的应用 |
| 4.2.1 实验环境 |
| 4.2.2 高铁轴承实验数据分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读硕士期间参与项目经历 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（4）基于超声导波的钢轨探伤技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.1.1 钢轨探伤的重要性 |
| 1.1.2 当前钢轨探伤的技术手段 |
| 1.1.3 超声波钢轨探伤技术缺陷及断轨统计分析 |
| 1.1.4 超声导波在钢轨探伤中的前景和挑战 |
| 1.1.5 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 国外研究热点和研究进展 |
| 1.2.2 国内研究热点和研究进展 |
| 1.3 本文的研究工作 |
| 1.3.1 研究内容和解决的关键问题 |
| 1.3.2 技术路线和研究方法 |
| 1.3.3 论文纲要 |
| 第2章 前导性研究：钢管超声导波检测 |
| 2.1 钢管导波检测作为前导性研究的目的和意义 |
| 2.2 空心圆管中轴向导波的传播特性 |
| 2.2.1 频散、相速度和群速度 |
| 2.2.2 空心圆管中轴向导波的经典理论 |
| 2.2.3 多模态与衰减 |
| 2.3 钢管中导波传播特性的有限元分析 |
| 2.4 钢管超声导波检测实验验证 |
| 2.4.1 实验方案 |
| 2.4.2 探伤仪开发 |
| 2.4.3 换能器开发 |
| 2.4.4 实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钢轨中导波的传播特性研究 |
| 3.1 基于半解析有限元法求解钢轨导波频散曲线 |
| 3.2 类比研究：板中的兰姆波的传播特性 |
| 3.3 基于有限元法的钢轨导波传播特性研究 |
| 3.3.1 有限元模型及其适用性分析 |
| 3.3.2 钢轨导波的频率特性 |
| 3.3.3 适用于钢轨探伤的导波模态 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 导波钢轨探伤的实验研究 |
| 4.1 导波钢轨探伤的总体实验方案 |
| 4.2 用于钢轨探伤的压电式导波换能器的设计 |
| 4.2.1 压电陶瓷晶片的振动模式和主要参数 |
| 4.2.2 压电陶瓷晶片的阻抗频率特性 |
| 4.2.3 压电式导波换能器阻抗频率特性的选择 |
| 4.2.4 有限波源对导波激发的影响 |
| 4.2.5 一种斜入射导波换能器设计方案 |
| 4.2.6 一种长度伸缩振动模式导波换能器设计方案 |
| 4.3 钢轨中导波的激发和接收实验 |
| 4.3.1 导波激发和接收方案的关键问题 |
| 4.3.2 导波信号的频域滤波 |
| 4.3.3 钢轨中导波的激发和接收实验 |
| 4.4 优选导波钢轨探伤频率的方法 |
| 4.4.1 小波变换在导波检测中的应用 |
| 4.4.2 基于小波变换的导波激发频率和分析频率优选方法 |
| 4.5 钢轨轨头的导波探伤实验 |
| 4.5.1 轨头自然损伤导波探伤实验 |
| 4.5.2 轨头侧面人工裂纹导波探伤实验 |
| 4.6 钢轨轨底的导波探伤实验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 导波钢轨探伤的信号处理和损伤识别 |
| 5.1 导波信号处理的核心问题 |
| 5.2 基于模态分离和模态转换的损伤识别方法 |
| 5.3 混沌振子弱信号检测方法 |
| 5.3.1 混沌振子弱信号检测方法 |
| 5.3.2 多频激励Duffing混沌振子弱信号检测方法 |
| 5.3.3 混沌振子检测导波弱信号的实例 |
| 5.3.4 混沌振子检测方法与常规信号处理方法的比较 |
| 5.4 基于MATLAB的自适应导波信号处理程序 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及提出的专利申请 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目及所获奖励 |
| 致谢 |
（5）利用Lyapunov指数实现超声导波检测的实验研究（论文提纲范文）
| 1 杜芬方程以及Lyapunov指数混沌判据 |
| 2 实验研究 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 检测系统 |
| 2.3 导波识别 |
| 3 结论 |
（6）基于混沌理论的天然气管道泄漏检测实验（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 声发射泄露检测原理 |
| 2 泄漏检测算法设计 |
| 2.1 混沌理论的应用 |
| 2.2 混沌算法的实现 |
| 3 实验结果 |
| 4 结语 |
（7）空间环境模拟器泄漏声发射检测技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 航天器泄漏的危害及应对措施 |
| 1.2 空间环境模拟器泄漏检测技术研究现状 |
| 1.3 基于声发射原理的空间环境模拟器泄漏检测 |
| 1.3.1 声发射泄漏检测技术 |
| 1.3.2 声发射气体泄漏检测的关键技术问题 |
| 1.4 课题研究的意义及主要研究内容 |
| 第二章 空间环境模拟器泄漏声发射机理 |
| 2.1 空间环境模拟器气体泄漏模型 |
| 2.2 空间环境模拟器泄漏流场特性 |
| 2.2.1 漏孔尺寸对泄漏的影响 |
| 2.2.2 漏孔形状对泄漏的影响 |
| 2.2.3 压差对泄漏的影响 |
| 2.3 空间环境模拟器泄漏声场特性 |
| 2.3.0 气体泄漏的声场模型 |
| 2.3.1 漏孔尺寸对泄漏声场的影响 |
| 2.3.2 压差对泄漏声场的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 气体泄漏声发射信号特征分析 |
| 3.1 气体泄漏信号获取 |
| 3.2 平均频谱 |
| 3.3 波形特征参数 |
| 3.4 小波包归一化能量 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 强背景噪声下的气体泄漏检测技术 |
| 4.1 微小气体泄漏的声学特性 |
| 4.2 基于混沌理论的微小气体泄漏检测 |
| 4.3 微小泄漏实验 |
| 4.3.1 高 Q 值滤波数据处理 |
| 4.3.2 混沌数据处理 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 气体泄漏连续声源定位方法 |
| 5.1 传统声源定位算法应用于气体泄漏检测的局限性 |
| 5.1.1 声达时差法 |
| 5.1.2 区域定位法 |
| 5.2 连续声源定向实现 |
| 5.2.1 波束合成算法 |
| 5.2.2 窄带阵列信号处理 |
| 5.2.3 频域快拍数据 |
| 5.2.4 近场模型和远场模型 |
| 5.3 声发射传感器阵列拓扑结构优化 |
| 5.4 气体泄漏连续声源定向 |
| 5.5 气体泄漏连续声源定位 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于混沌的微弱信号放大与A/D转换方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.3 混沌理论的应用 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 模数转换器的性能指标及等效模型分析 |
| 2.1 ADC 的主要性能指标 |
| 2.2 逐次逼近型 ADC 模型分析 |
| 2.3 双积分型 ADC 模型分析 |
| 2.4 ∑-Δ型 ADC 模型分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 微弱信号循环放大电路设计 |
| 3.1 低通滤波电路 |
| 3.2 循环放大电路设计 |
| 3.3 误差自补偿分析 |
| 3.4 采样保持电路分析 |
| 3.5 自适应增益控制电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 混沌 A/D 转换 |
| 4.1 混沌 ADC 设计原理 |
| 4.2 混沌 A/D 转换电路设计 |
| 4.3 时序逻辑控制 |
| 4.4 混沌 A/D 转换证明及其动力学分析 |
| 4.5 李雅普诺夫指数判别 |
| 4.6 模拟开关动态切换分析 |
| 4.7 电路动态范围分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 电路系统仿真验证 |
| 5.1 器件的选取及其性能仿真 |
| 5.2 微弱信号循环放大仿真及结果分析 |
| 5.3 混沌 A/D 转换电路仿真及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 硬件电路设计方案 |
| 6.1 FPGA 的选取 |
| 6.2 放大及 A/D 转换硬件电路设计 |
| 6.3 FPGA 时序逻辑设计 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 1 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）城市天然气管网泄漏检测与定位技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 天然气管道泄漏检测技术的研究背景 |
| 1.1.1 发展中的天然气干线建设 |
| 1.1.2 城市天然气管网的建设 |
| 1.2 城市天然气管网供气系统 |
| 1.2.1 城市天然气管网供气系统 |
| 1.2.2 城市燃气管道的泄漏 |
| 1.3 天然气管道泄漏特点及相应的检测技术 |
| 1.3.1 天然气管道泄漏的特点 |
| 1.3.2 天然气管道的泄漏检测技术 |
| 1.3.3 国外比较先进的天然气管道泄漏检测技术 |
| 1.3.4 发展中的城市天然气管道检测与防护技术 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 泄漏声波的产生及传播理论 |
| 2.1 气体泄漏模型 |
| 2.2 泄漏声波的产生原理 |
| 2.3 连续声发射信号的表征参数 |
| 2.4 圆管中的波传播理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于混沌理论的泄漏信号检测技术 |
| 3.1 基于混沌理论的弱信号检测方法 |
| 3.1.1 混沌理论介绍 |
| 3.1.2 Duffing 方程的混沌特性 |
| 3.1.3 基于 Duffing 混沌振子检测微弱周期信号频率的原理 |
| 3.1.4 Duffing 振子阵列的设计 |
| 3.1.5 Duffing 振子阵列检测微弱正弦信号频率的具体步骤 |
| 3.2 燃气管网的泄漏检测 |
| 3.2.1 检测系统中的传感器的选择 |
| 3.2.2 实验数据的采集 |
| 3.2.3 燃气泄露检测的过程 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 天然气管网泄漏定位的研究 |
| 4.1 单点定位模型 |
| 4.2 单点泄漏定位基本原理 |
| 4.2.1 互相关定位方法 |
| 4.2.2 互双谱定位法 |
| 4.3 天然气管网泄露定位的试验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要完成的工作 |
| 5.2 论文主要创新点 |
| 5.3 进一步的研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）基于锁相环的Duffing振子弱信号时域检测方法研究（论文提纲范文）
| 1 Duffing混沌振子模型研究 |
| 1. 1 Duffing混沌振子检测系统建立 |
| 1. 2 混沌阈值确定 |
| 1. 2. 1 理论计算方式确定混沌阈值 |
| 1. 2. 2 实验方式确定阈值 |
| 1. 3 Duffing振子检测信号幅值方法 |
| 2. 1 利用锁相环检测频率的方法 |
| 2. 2 改进的混沌系统信号检测模型 |
| 3 仿真与结果分析 |
| 4 结论 |
四、混沌弱信号检测法在超声检漏系统中的应用（论文参考文献）
- [1]基于超声导波的钢轨轨底无损检测技术的研究[D]. 曾紫焰. 深圳大学, 2020(10)
- [2]基于声发射的密封舱泄漏检测技术研究[D]. 陈香贵. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]基于杜芬系统几何特征的微弱信号检测方法研究[D]. 李兆昕. 重庆大学, 2019(01)
- [4]基于超声导波的钢轨探伤技术研究[D]. 林荣. 暨南大学, 2017(06)
- [5]利用Lyapunov指数实现超声导波检测的实验研究[J]. 武静,张伟伟,马宏伟. 振动与冲击, 2014(24)
- [6]基于混沌理论的天然气管道泄漏检测实验[J]. 胡菊丽,张自强,高允领. 实验室研究与探索, 2014(07)
- [7]空间环境模拟器泄漏声发射检测技术研究[D]. 张涛. 天津大学, 2014(11)
- [8]基于混沌的微弱信号放大与A/D转换方法研究[D]. 安娜. 中国矿业大学, 2014(01)
- [9]城市天然气管网泄漏检测与定位技术研究[D]. 胡菊丽. 上海师范大学, 2014(01)
- [10]基于锁相环的Duffing振子弱信号时域检测方法研究[J]. 张刚,王颖,王源. 科学技术与工程, 2014(06)