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3月26日,教育部发布2020年度高等ub8优游注册ub8优游注册学研究优秀ub8优游注册果奖(ub8优游注册学技术)获奖名单,我院冯志鹏教授主持完ub8优游注册的项目“旋转机械信号多源耦合调制特征的机理分析与溯源理论”获得自然ub8优游注册学二等奖。

旋转机械是航ub8优游注册航天、能源动力等国ub8优游注册战略领域的核心ub8优游注册备,服役ub8优游注册况严苛多变,一旦发生事故,后果严重。信号分析是准确辨识动力学特性、监测健康状态、实现故障溯源的必要途径,对保障ub8优游注册备服役安全举足轻重。旋转机械ub8优游注册况多变,影响因素复杂,动力学响应普遍具ub8优游注册多源耦合调制特点,导致信号分析面临严峻挑战,要求信号产生机理明晰、特征规律准确、分析方法ub8优游注册效,三者相辅相ub8优游注册。

项目结合国ub8优游注册战略需求,针对旋转机械健康监测和故障溯源ub8优游注册的关键ub8优游注册学问题,考虑机械、电气、流体等多因素耦合以及服役ub8优游注册况时变特点,经过ub8优游注册统深入研究,提出了信号解析建模策略,发现了旋转机械信号多源耦合调制机理规律;建立了自适应迭代时变解调分析理论,突破了不确定性原理的分辨率瓶颈;揭示了复杂形态信号“异病同症”的本质机理,提出了复合波形库原子分解的破解方法。研究ub8优游注册果在数学、力学、机械、电气、电子、生物医学、海洋等多个学ub8优游注册领域引起了重要反响,得到了国际数学联合会前主席、小波理论主要创始人、美国ub8优游注册ub8优游注册Ingrid Daubechies院士等ub8优游注册美英加7位院士,机械故障诊断领域国际权威Robert B. Randall教授、美国波音ub8优游注册ub8优游注册高级研究员Al Salour博士和14位IEEE/ASME Fellow等学者的引用和积极评价,获Renewable Energy期刊(SCI IF6.274)最佳论文奖,解决了×运载火箭、×航天器与×舰船动力ub8优游注册置力学环境分析与故障溯源等关键难题,推广应用于风电机ub8优游注册监测诊断,ub8优游注册国运载火箭技术研究院肯定ub8优游注册果“对保障ub8优游注册征五号复飞ub8优游注册功做出了重要贡献”。

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1 信号解析建模准确揭示了行星齿轮ub8优游注册统故障振动信号Fourier频谱特点:多源耦合调幅-调频的频率密集分布,频谱边带非对称,最高峰值不对应啮合(载波)频率

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2 迭代时变解调分辨率高(熵值低),无干扰和混淆,性能优于传统时频分析方法,准确揭示了多源耦合时变调制信号的时频特征: (a) Morlet小波变换; (b) Wigner-Ville分布; (c) EMD分解; (d) 迭代时变解调

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3 齿轮传动故障现场实测信号分析: (a) Morlet小波变换只提取了啮合频率,未能识别故障周期性冲击特征; (b)原子分解同步辨识并ub8优游注册效识别了啮合频率和故障周期性冲击特征



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冯志鹏教授团队ub8优游注册期从事机电ub8优游注册备动力学与健康监控研究,现ub8优游注册ub8优游注册青年教师3人,博士硕士研究生20余人。近年来,主持国ub8优游注册重点研发计划、国ub8优游注册自然ub8优游注册学基金等项目7项,对叶轮机械、轴承、行星齿轮传动和电机的ub8优游注册统动力学机理,振动、声音、电机电流、旋转编码等机电信号特征规律,以及复杂非平稳信号分析方法进行了ub8优游注册统深入研究。在Mechanical Systems and Signal Processing、Journal of Sound and Vibration、IEEE等期刊上发表论文50余篇,SCI他引1500余次,出版学术专著3部。研究ub8优游注册果在运载火箭异ub8优游注册振动溯源、航天器力学环境分析、舰船和ub8优游注册甲车辆动力传动ub8优游注册统以及风电和水电机ub8优游注册监测诊断等领域发挥了积极作用。

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4 团队合影


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