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基于双共振的微弱信号检测方法与试验研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]中国计量学院计量测试工程学院,杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(10972207)、浙江省自然科学基金(LY13A020004,LY13E050012)和浙江省公益性技术应用研究计划(2013C31098)资助项目.
中文摘要:

将两个单一双稳系统经非线性耦合而成耦合双稳系统,其中一双稳系统为被控系统,受到弱输入周期信号作用;另一双稳系统为控制系统,受到控制信号的作用.分析控制信号作用下的耦合双稳系统的双共振特性,当控制信号频率两倍于弱输入周期信号频率时,耦合双稳系统中发生控制系统中的共振与被控系统的随机共振.提出基于双共振的随机共振增强方法,并设计耦合双稳系统双共振硬件电路,电路系统试验结果证实了耦合双稳系统中存在着双共振,且能有效增强被控系统中的随机共振.将该双共振电路系统应用于实际轴承故障信号检测中,系统输出功率谱在特征频率处的谱值大幅增强,可准确检测出强噪声背景中的微弱轴承故障信号,为基于随机共振原理的信号检测电路设计提供一种新方案,具有良好的应用前景.

英文摘要:

The coupled bistable system is composed of two single bistable systems by means of nonlinear coupling.One of the bistable systems is controlled system which is subjected by the weak periodic signal,and the other is controlling system which is under the action of control signal.The dual-resonance characteristics of coupled bistable system under the controlling signal action were analyzed.When the frequency of control signal is twice of the weak periodic signal's frequency,the coupled bistable system can exist resonance in controlling system and stochastic resonance in controlled system,and a method based on dual-resonance to enhance stochastic resonance is proposed.A coupled bistable system hardware circuit system was designed based on dual-resonance.Experimental results confirm that there exists dual-resonance in coupled bistable system and the dual-resonance can enhance stochastic resonance greatly.Put the hardware circuit system into the detection of bearing fault signal,the power spectrum of coupling systems' output at the eigen frequency increase greatly,and it can detect weak signal of bearing fault effectively.A novel solution to detect the weak signal Based on the principle of stochastic resonance is provided,and it has a good application prospect.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603