基于小波免疫的车辆在线检测方法及其应用技术研究

论文题目: 基于小波免疫的车辆在线检测方法及其应用技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 车辆工程

作者: 孟庆华

导师: 周晓军

关键词: 人工免疫系统,免疫算法,小波分析,特征提取,信号消噪,车辆在线检测,故障诊断,驱动桥,异响识别

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文依托于为国内数家知名企业研发驱动桥综合性能试验机的课题，将人工免疫系统引入到车辆在线检测中，建立了两类车辆在线检测模型，并根据两类模型的不同要求提出了两种基于小波免疫机理的车辆在线检测方法。该方法具有实时性好、检测准确率高、智能化程度高以及鲁棒性好等特点，弥补了目前几种检测方法的一些不足。本文中结合课题的需要，将该在线检测方法应用到了驱动桥在线检测中，以检测驱动桥在出厂前是否存在质量问题，把好出厂质量关。工程应用表明该套检测方法具有很高的实用性。全文共分七章，主要内容如下： 第一章首先阐述了所研究课题的选题意义。介绍了车辆检测技术国内外的发展现状。简要介绍了本文中将被应用到车辆在线检测技术中的人工免疫系统的研究、发展现状以及本论文的课题背景。最后给出了本论文的主要研究内容和章节安排。 第二章简单介绍了有关小波的一些基本知识，并给出了基于最优小波包基准则选取的基本原理；提出了一种在最优小波包基的基础上利用模极大值法进行消噪的方法。本文还给出了根据所研究信号的特征不同，利用小波(包)进行特征提取的方法，用于本文所研究的两类车辆在线检测方法中，给出了相应的算法。 第三章首先简要介绍了人体免疫系统的一些基本概念和其工作机理，并与人工神经网络进行了比较。介绍了几种重要的人工免疫系统模型，建立了一般人工免疫系统模型框架。介绍了几种重要的免疫算法，给出了一般免疫算法实现的基本步骤。分析了人工免疫系统在车辆在线检测中的应用潜力，将人工免疫系统理论引入到车辆在线检测中，建立了两类车辆在线检测问题模型，并分析了车辆在线检测中几种常见的故障现象。 第四章分析了免疫系统阴性选择机理及已有的阴性选择算法。结合车辆在线检测背景，提出了一种改进型阴性选择算法。在理论研究的基础上，以车辆上的差速器为典型的应用，使用正常差速器不同工况下的数据生成算法中的自体抗体空间，对几种不同类型故障的差速器进行检测，并与使用RBF方法得到的结果进行了比较，结果表明该匹配算法速度快、准确度较高、鲁棒性好，验证了该算法的可行性。 第五章介绍了人体抵抗病原体及发生自身免疫应答的免疫机理。提出了一种适用于故障检测诊断的疫苗算法。这套算法有效地解决了当前故障诊断方法中一些很难解决的问题，实现了边检测边学习，不断地动态调整整个检测系统。通过对典型对象——车辆差速器检测的试验及与RBF方法得到的结果进行对比，验证了

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 选题意义

1.2 车辆检测技术发展状况

1.2.1 国外车辆检测技术发展状况

1.2.2 国内车辆检测技术发展状况

1.3 车辆检测技术与前沿技术的结合

1.4 人工免疫系统研究现状

1.5 课题背景

1.6 论文的内容安排与创新点

1.6.1 论文的内容安排

1.6.2 本论文的创新点

第二章 基于小波理论的信号消噪与特征提取方法研究

2.1 引言

2.2 小波(包)变换基本原理

2.2.1 小波变换

2.2.2 多尺度分析

2.2.3 小波包分析

2.3 基于代价函数的最优小波包基分解

2.3.1 最优小波包基分解准则

2.3.2 基于熵准则的最优小波包基分解原理

2.4 基于最优小波包基的信号噪声消除方法研究

2.4.1 最优小波包基的模极大值法消噪原理

2.4.2 Lip指数大小的计算

2.4.3 试验验证

2.5 当前几类特征提取方法

2.5.1 信号时域分析方法

2.5.2 信号频域分析方法

2.5.3 联合时-频分析方法

2.5.4 其他新型特征提取方法

2.6 基于小波(包)的特征提取

2.6.1 小波包特征提取方法

2.6.2 小波特征提取方法

2.7 本章小结

第三章 人工免疫系统理论及车辆在线检测模型研究

3.1 引言

3.2 免疫系统工作机理

3.2.1 免疫的一些基本概念

3.2.2 免疫系统概述

3.3 人工免疫系统与人工神经网络的比较

3.3.1 生物学比较

3.3.2 工程意义比较

3.4 一般人工免疫系统模型框架的构建研究

3.4.1 几种重要的人工免疫系统模型

3.4.2 人工免疫系统的一般模型框架构建

3.5 基于免疫学的一般免疫算法研究

3.5.1 几种重要的免疫算法简介

3.5.2 免疫算法的一般流程描述

3.6 人工免疫系统在车辆在线检测中的应用潜力

3.7 车辆在线检测模型的描述

3.8 车辆故障在线检测中常见的几种非自体现象

3.9 本章小结

第四章 基于阴性选择算法的第一类车辆在线检测方法研究

4.1 引言

4.2 免疫系统阴性选择机理

4.3 阴性选择算法探讨

4.3.1 阴性选择算法基本原理

4.3.2 匹配规则

4.4 阴性选择算法在车辆在线检测中应用的局限

4.5 适于第一类车辆在线检测问题的改进型阴性选择算法研究

4.5.1 改进型阴性选择算法基本原理

4.5.2 二进制数据串的编码

4.5.3 自体集合的生成

4.5.4 检测器数目的确定

4.5.5 系统参数的选取

4.5.6 检测器集合的生成

4.5.7 孔洞的分析

4.6 算法试验验证

4.7 本章小结

第五章 基于人体免疫机理的第二类车辆在线检测算法研究

5.1 引言

5.2 人体抵抗病原体的免疫机理

5.3 疫苗算法的数学模型

5.3.1 疫苗算法的基本原理

5.3.2 抗原和抗体的构成

5.3.3 免疫系统各(非)自体抗体集合的构建

5.3.4 抗原识别数学模型的建立

5.3.5 抗体集合中抗体数目的确定

5.3.6 亲和力计算

5.3.7 免疫系统的学习与记忆

5.4 疫苗算法的试验验证

5.5 本章小结

第六章 基于小波免疫的车辆在线检测方法在驱动桥在线检测上的应用研究

6.1 引言

6.2 驱动桥振动噪声特性研究

6.2.1 驱动桥振动噪声产生机理理论研究

6.2.2 驱动桥噪声信号性质分析

6.2.3 驱动桥振动噪声试验研究

6.3 驱动桥在线检测系统硬件及软件支撑

6.3.1 驱动桥综合性能试验机简介

6.3.2 数据采集系统精度问题研究

6.4 在线检测方法在驱动桥在线检测系统上的应用

6.4.1 改进型阴性选择算法在驱动桥在线检测中的应用

6.4.2 疫苗算法在驱动桥在线检测中的应用

6.5 本章小结

第七章 全文总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间所发表(录用)的论文

攻读博士学位期间所参与的课题

致谢

发布时间: 2006-11-22

参考文献

• [1].双相钢电阻点焊熔核特征分析及质量检测方法研究[D]. 钱昌明.上海交通大学2014

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标签：人工免疫系统论文;  免疫算法论文;  小波分析论文;  特征提取论文;  信号消噪论文;  车辆在线检测论文;  故障诊断论文;  驱动桥论文;  异响识别论文;