基于CPU/GPU异构架构的直升机桨毂声发射信号处理研究
发布时间：2023-01-06 18:30
当今,直升机在各个领域应用越来越广泛,如何保障直升机的安全运行已然成为重中之重。桨毂作为直升机的主要动部件,因其受力强度大,时间长,情况复杂,故极易发生故障。对桨毂的状态进行实时检测并进行故障预测,对保障直升机的稳定可靠运行具有着极其重大的意义。近年来,采用声发射技术探测直升机动部件裂纹的萌生及扩展已成为研究的热点之一,而对声发射信号进行去噪预处理和特征提取及分析是进行裂纹检测的关键。本文针对直升机桨毂中央件裂纹检测研究的需要,提出了一种基于CPU/GPU异构架构的声发射信号去噪预处理和特征提取并行处理方法。论文首先对传统的小波阈值去噪法进行研究,分析了其在处理声发射信号时所面临的小波基函数不匹配、时频域分辨率不足、分解层数及阈值不合适的问题,提出了一套针对声发射信号去噪预处理的解决方案,包括采用自适应方法来构造最优匹配小波基函数、通过冗余小波包分解提升小波分析的分辨率、以及使用互相关法确认小波分解层数和阈值等,并通过matlab仿真验证了该方法的去噪效果。在此基础上,本文详细论述了对声发射信号进行撞击划分、事件计数并提取简化波形参数、能谱系数等特征参数的方法。考虑到系统多通道条件下数...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外相关技术研究现状
1.3 主要研究内容和论文组织结构
1.3.1 论文主要研究内容
1.3.2 论文组织结构
第二章 声发射检测直升机桨毂疲劳裂纹基本原理
2.1 声发射检测基本原理
2.2 声发射信号分析方法
2.3 声发射检测直升机桨毂疲劳裂纹方法
2.4 本章小结
第三章 声发射信号去噪预处理方法研究
3.1 小波Mallet算法与提升小波
3.2 自适应小波基函数构造
3.3 小波分析分辨率提升
3.4 冗余提升小波包阈值去噪
3.5 声发射信号去噪预处理完整流程
3.6 算法去噪效果测试
3.7 本章小结
第四章 声发射信号去噪预处理及特征提取并行方法研究
4.1 基于CPU/GPU异构架构的并行方法研究
4.1.1 不同粒度的并行
4.1.2 GPU性能优化方法
4.2 声发射信号去噪预处理并行处理方法
4.2.1 自适应小波基函数并行构造方法
4.2.2 冗余提升小波分解及重构并行方法
4.2.3 线性相关系数计算并行方法
4.2.4 声发射信号去噪预处理并行方法完整流程
4.3 声发射信号特征参数提取并行方法
4.4 并行算法效果测试
4.5 本章小结
第五章 多通道声发射采集系统数据处理计算机软件设计
5.1 软件需求分析
5.2 软件整体框架
5.3 采集数据接收
5.4 数据库及数据库存取
5.5 信号去噪预处理及特征提取
5.6 人机交互与显示
5.7 软件测试
5.8 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应小波阈值去噪算法在低空飞行声目标的应用[J]. 黎锁平,周勇,周永强. 振动与冲击. 2017(09)
[2]空域相关和LMD结合的滚动轴承声发射信号特征提取[J]. 艾延廷,王帅,周海仑,张凤玲. 机械设计与制造. 2016(08)
[3]直升机振动检测通用算法的研究与实现[J]. 龙海军,孙灿飞,莫固良. 振动.测试与诊断. 2016(03)
[4]基于EEMD和多元多尺度熵的风力发电机组滚动轴承故障特征提取[J]. 韩龙,李成伟,王丽,朱显辉,苏勋文. 工业仪表与自动化装置. 2016(01)
[5]基于CUDA的数字调相信号并行解调程序设计[J]. 刘燕都,郑海昕,王小平. 通信技术. 2016(02)
[6]基于共振解调和小波包能量谱的声发射信号特征提取[J]. 徐嗣嘉,林丽,周勇. 无损检测. 2016(01)
[7]自适应冗余提升多小波包在滚动轴承复合故障诊断中的应用[J]. 廖强,李迅波,陈勇强. 机械设计与制造. 2015(06)
[8]LMD和改进小波阈值去噪的轴承声发射信号故障诊断[J]. 艾延廷,冯研研,周海仑. 科学技术与工程. 2014(33)
[9]冗余提升小波的最优分解层数的确定[J]. 郭玉荣,崔玲丽,高立新,阳子婧. 机械设计与制造. 2014(11)
[10]基于三次样条插值的小波模极大值去噪算法[J]. 赵鸿图,刘云. 计算机工程与设计. 2014(08)
博士论文
[1]大信号变尺度随机共振的机理分析及其工程应用研究[D]. 冷永刚.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于声发射的旋转机械故障诊断[D]. 白瑞.沈阳工业大学 2017
[2]碳纤维复合材料声发射检测技术研究[D]. 孟超.中国民用航空飞行学院 2017
[3]小波分解算法在CUDA上的访存性能分析与优化[D]. 王志清.华中科技大学 2012
[4]直升机传动链故障诊断与健康管理系统设计及关键技术研究[D]. 张新鹏.国防科学技术大学 2011
[5]基于CUDA的小波Mallat算法及提升方案的设计与研究[D]. 孙自龙.华中科技大学 2011
[6]基于声发射技术的货车滚动轴承故障诊断研究[D]. 刘浩.中南大学 2010
本文编号：3728157
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外相关技术研究现状
1.3 主要研究内容和论文组织结构
1.3.1 论文主要研究内容
1.3.2 论文组织结构
第二章 声发射检测直升机桨毂疲劳裂纹基本原理
2.1 声发射检测基本原理
2.2 声发射信号分析方法
2.3 声发射检测直升机桨毂疲劳裂纹方法
2.4 本章小结
第三章 声发射信号去噪预处理方法研究
3.1 小波Mallet算法与提升小波
3.2 自适应小波基函数构造
3.3 小波分析分辨率提升
3.4 冗余提升小波包阈值去噪
3.5 声发射信号去噪预处理完整流程
3.6 算法去噪效果测试
3.7 本章小结
第四章 声发射信号去噪预处理及特征提取并行方法研究
4.1 基于CPU/GPU异构架构的并行方法研究
4.1.1 不同粒度的并行
4.1.2 GPU性能优化方法
4.2 声发射信号去噪预处理并行处理方法
4.2.1 自适应小波基函数并行构造方法
4.2.2 冗余提升小波分解及重构并行方法
4.2.3 线性相关系数计算并行方法
4.2.4 声发射信号去噪预处理并行方法完整流程
4.3 声发射信号特征参数提取并行方法
4.4 并行算法效果测试
4.5 本章小结
第五章 多通道声发射采集系统数据处理计算机软件设计
5.1 软件需求分析
5.2 软件整体框架
5.3 采集数据接收
5.4 数据库及数据库存取
5.5 信号去噪预处理及特征提取
5.6 人机交互与显示
5.7 软件测试
5.8 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应小波阈值去噪算法在低空飞行声目标的应用[J]. 黎锁平,周勇,周永强. 振动与冲击. 2017(09)
[2]空域相关和LMD结合的滚动轴承声发射信号特征提取[J]. 艾延廷,王帅,周海仑,张凤玲. 机械设计与制造. 2016(08)
[3]直升机振动检测通用算法的研究与实现[J]. 龙海军,孙灿飞,莫固良. 振动.测试与诊断. 2016(03)
[4]基于EEMD和多元多尺度熵的风力发电机组滚动轴承故障特征提取[J]. 韩龙,李成伟,王丽,朱显辉,苏勋文. 工业仪表与自动化装置. 2016(01)
[5]基于CUDA的数字调相信号并行解调程序设计[J]. 刘燕都,郑海昕,王小平. 通信技术. 2016(02)
[6]基于共振解调和小波包能量谱的声发射信号特征提取[J]. 徐嗣嘉,林丽,周勇. 无损检测. 2016(01)
[7]自适应冗余提升多小波包在滚动轴承复合故障诊断中的应用[J]. 廖强,李迅波,陈勇强. 机械设计与制造. 2015(06)
[8]LMD和改进小波阈值去噪的轴承声发射信号故障诊断[J]. 艾延廷,冯研研,周海仑. 科学技术与工程. 2014(33)
[9]冗余提升小波的最优分解层数的确定[J]. 郭玉荣,崔玲丽,高立新,阳子婧. 机械设计与制造. 2014(11)
[10]基于三次样条插值的小波模极大值去噪算法[J]. 赵鸿图,刘云. 计算机工程与设计. 2014(08)
博士论文
[1]大信号变尺度随机共振的机理分析及其工程应用研究[D]. 冷永刚.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于声发射的旋转机械故障诊断[D]. 白瑞.沈阳工业大学 2017
[2]碳纤维复合材料声发射检测技术研究[D]. 孟超.中国民用航空飞行学院 2017
[3]小波分解算法在CUDA上的访存性能分析与优化[D]. 王志清.华中科技大学 2012
[4]直升机传动链故障诊断与健康管理系统设计及关键技术研究[D]. 张新鹏.国防科学技术大学 2011
[5]基于CUDA的小波Mallat算法及提升方案的设计与研究[D]. 孙自龙.华中科技大学 2011
[6]基于声发射技术的货车滚动轴承故障诊断研究[D]. 刘浩.中南大学 2010
本文编号：3728157
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