鉴于滚动轴承振动性能的失效概率分布呈现多变性、非线性、不确定性等特征,提出分别用振动数据序列的Hurst指数和最大熵指标表征滚动轴承振动性能的混沌特性和不确定性。基于滚动轴承服役过程中的振动数据序列,在对数坐标系中运用最小二乘法拟合得到Hurst指数值,判断各个振动序列对应时间段内轴承运行性能状态的混沌特性。运用最大熵法求解各振动序列的最大熵值,进而对轴承振动性能的不确定性进行定量分析。运用灰关系分析法,计算均值归一化后的Hurst指数和最大熵序列之间的灰置信水平,分析轴承振动性能的混沌特性和不确定性之间的非线性相关程度。两个案例中Hurst指数与最大熵序列之间的灰置信水平分别为96.99%和82.1%,表明轴承振动性能的混沌特性和不确定性之间的关系非常紧密。

本文设计建立了混沌特性实验装置,对以钢片弹簧为隔离元件的非线性隔振系统进行了实验研究,验证非线性隔振系统处于混沌状态时具有很好的隔振效果并且能有效地隔离结构噪声中的线谱成分,实验得出了非线性隔振系统的混沌特性区域以及其在混沌状态下的整体和对线谱的隔离效果.

大型电站燃煤锅炉炉内过程是一个复杂的非线性时变过程。综合考虑了电站煤粉锅炉实际运行和混沌动力学理论应用,研究了以炉内压力为参变量的炉内混沌运动特性。利用功率谱方法、Cao方法以及Kolmogorov熵,可确认炉内压力信号为包含着随机信号的混沌信号,并且随机信号的波动幅度约为混沌信号波动幅度的50%-75%。在某煤粉锅炉正常运行状态下以延时8 s、嵌入维数8重构炉内混沌运动的相空间,计算得到炉内运动关联维为6.56,存在正的lyapunov指数0.019 4,Kolmogorov熵为0.297 bits/s。最后指出,在实际锅炉运行中,可利用各混沌特征指数对炉内系统的深入分析,进一步指导电站锅炉优化运行操作。

在分析离心式压缩机失速与喘振产生机理的基础上,以某工厂离心式压缩机为试验对象,在叶轮进出口、叶轮通道内部等位置布设压力测点,实时记录压缩机由稳定工况进到喘振状态过程中各测点的压力实时信号,分别采用信号时域、标准差与混沌特性指标对这些信号进行分析。试验结果表明,利用混沌特性分析方法能够较好的对时域信号分析方法与标准差分析方法进行补充,从而更精确地诊断出离心式压缩机发生失速与喘振的时间与位置。