二维四稳势系统随机共振机理研究与应用

发布时间：2020-12-05 12:57

　　针对二维势场中的随机共振（SR）的研究较少的问题,探讨在高斯白噪声和外部微弱驱动力共同作用下的二维四稳态势系统（TTPS）的SR机理与应用。根据线性响应理论,使用概率流方法计算TTPS对外部周期驱动频率的功率谱增益因子（SAF）。理论分析结论表明,以SAF为指标时,TTPS将发生显著的SR现象,通过提高耦合系数和非对称系数或降低驱动频率能够进一步地提高SAF。而后结合Chambers-Malllowa-Stuck算法与四阶龙格库塔法,利用遗传算法的寻优参数将TTPS应用于微弱周期信号检测和轴承故障诊断中,并与新型一维三维势系统（NOTPS）进行对比。实验结果证明了理论分析结论的正确性,表明TTPS能够有效地检测微弱周期信号和诊断轴承内外圈的故障。两种轴承内圈故障频率处的幅值能被TTPS分别提高至419.5和297.1,而NOTPS只能将之分别提高至250.6和103.4;两种轴承外圈故障频率处的幅值能被TTPS分别提高至408.7和342.9,而NOTPS只能将之分别提高至269.3和186.6,证明TTPS的性能优于NOTPS。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020年04期 第229-238页 北大核心

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【部分图文】：

等效势函数V0(x,y)

图2所示为V0(x,y)的俯视图,每个势阱对应一个稳态点(S1、S2、S3、S4),每个势垒对应一个鞍点(U12、U23、U34、U41、O),将S1、S2、S3、S4对应的四个势阱依次简记为L1、L2、L3、L4,图2中箭头线段代表势场约束力的方向,其中双向箭头线段亦表示最小能量路径。图3所示为NOTPS的势函数,可见其势场被约束于一维平面内,其存在3个势阱和2个势垒。

式中:ρ(x,y,t)为概率密度函数,等号的右边前两项描述了概率在势阱内的小尺度扩散性质,右边第3项描述了概率通过鞍点在相邻势阱之间的大尺度跃迁性质。D=γkBT为噪声强度[19]。假设在时刻t各势阱内的稳态概率量分别为pi(t)(i=1,2,3,4),满足 ∑ i=1 4 p i (t)=1 ,则阱间跃迁的概率流方程为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进遗传算法的转炉炼钢过程数据特征选择[J]. 刘辉,曾鹏飞,巫乔顺,陈甫刚.  仪器仪表学报. 2019(12)
[2]基于双树复小波的遥测振动信号多尺度噪声调节随机共振分析[J]. 刘学,孙翱,李冬.  振动与冲击. 2019(20)
[3]基于BQGA-ELM网络在滚动轴承故障诊断中的应用研究[J]. 皮骏,马圣,杜旭博,贺嘉诚,刘光才.  振动与冲击. 2019(18)
[4]时延反馈EVG系统随机共振特性研究及轴承故障诊断[J]. 贺利芳,杨玉蕾,张天骐.  仪器仪表学报. 2019(08)
[5]势函数特征参数调节随机共振及动车轴承故障检测研究[J]. 刘进军,冷永刚,张雨阳,谭丹,范胜波.  振动与冲击. 2019(13)



本文编号：2899487