为了解决压缩感知重构算法对于机械振动信号的残缺数据恢复不佳的问题,提出一种改进压缩采样匹配追踪算法,对缺失信号进行修复重构。对比几种同类的贪婪重构算法恢复缺失信号的效果。通过仿真数据和实测数据验证算法对信号的恢复效果。结果表明:改进方法能够很好地实现对缺损信号的修复,且重构概率远远高于其他重构算法,比较压缩采样匹配追踪算法与其改进算法发现:在稀疏度为50时,改进算法的重构概率可以达到100%,而未改进的压缩采样匹配追踪算法重构概率为0,说明改进算法的重构效果优于原算法,重构出来的信号可以准确地表现原始信号的全部信息。

在使用压缩感知理论解决振动信号的降噪问题时,信号重构阶段使用最多的是正交匹配追踪算法,如果该算法的迭代停止阈值选取不当,迭代误差的循环将会导致重构误差增大,降噪性能会下降。提出一种基于改进停止阈值准则的降噪方法,利用离散余弦变换得到完备字典矩阵,对振动信号进行稀疏表示,得到稀疏系数向量;然后用正态分布检验稀疏系数是否服从正态分布,利用3σ准则计算得到停止阈值;最后在求解最小二乘解的步骤之后添加筛选判断条件与迭代停止阈值。仿真定义信号和实测振动信号的降噪分析结果表明:此改进方法可将信噪比(SNR)为-1.0257 dB强噪声背景信号的信噪比提升到2.0549 dB。此方法在信噪比、均方差根等降噪性能指标上均优于SP、OMP、SWOMP三种降噪方法。

为了提升小孔节流空气静压支承轴承的力学性能,讨论轴承的结构参数、节流参数及供气压等设计参数对轴承力学性能的影响。针对锥形腔小孔节流空气静压轴承,首先在参数设计范围内通过数值仿真分析轴承间隙的流场,将之归结为4类,研究存在超音速区、分离泡的详细流场结构;其次基于径向基神经网络模型,建立轴承承载力、刚度、流场最大马赫数和轴承设计参数间的相关性数学模型;最后,建立优化设计数学模型,基于近似模型与流场分析结论,在轴承参数的设计范围内以刚度最优为设计目标,在给定轴承负载下获取了最优参数组合。在优化设计中消除了轴承的微振动,提升了轴承刚度,并基于优化结果进一步讨论了轴承参数对力学性能的影响。相关流场分析与优化流程的建立可为工程设计提供参考。