“非线性动力学丛书”序

前言

第1章绪论

1.1齿轮系统的非线性动力学

1.1.1齿轮系统非线性动力学行为的解析研究

1.1.2齿轮系统非线性动力学行为的数值研究

1.1.3齿轮系统非线性动力学行为的实验研究

1.1.4考虑齿面摩擦及故障的齿轮系统的非线性动力学

1.2齿轮系统的故障诊断

1.2.1平稳信号处理技术

1.2.2现代信号处理技术

参考文献

第2章基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学

2.1引言

2.2第一类齿轮模型的非线性动力学

2.2.1系统的运动微分方程

2.2.2基于增量谐波平衡法的周期解

2.2.3分岔特性及参数研究

2.3第二类齿轮模型的非线性动力学

2.3.1系统的运动微分方程

2.3.2基于增量谐波平衡法的周期解

2.3.3系统参数对周期解类型的影响

2.3.4系统参数对幅频曲线的影响

2.4第三类齿轮模型的非线性动力学

2.4.1系统的运动微分方程

2.4.2基于增量谐波平衡法的周期解

2.4.3计算结果与分析

参考文献

附录一各参数的物理意义

附录二一阶近似时Jacobi矩阵和残余向量的显式

第3章故障齿轮系统动力学

3.1含轻微磨损故障的齿轮动力学

3.1.1系统的运动微分方程

3.1.2仿真结果及分析

3.2含裂纹故障的齿轮动力学

3.2.1系统的运动微分方程

3.2.2仿真结果及分析

3.3基于ANSYS软件的故障齿轮特性分析

3.3.1齿轮的三维有限元模型

3.3.2无故障齿轮的有限元分析

3.3.3含裂纹故障齿轮的有限元分析

参考文献

第4章分数Fourier变换在齿轮故障诊断中的应用

4.1分数Fourier变换的定义、性质及快速算法

4.1.1分数Fourier变换的定义

4.1.2分数Fourier变换的性质

4.1.3典型信号的分数Fourier变换

4.1.4离散FrFT及FrFT的快速算法

4.2 FrFT用于信噪分离的思想

4.3基于分数Fourier交换的盲信号分离新方法

4.3.1基于联合对角化的盲信号分离技术的统一框架

4.3.2分数Fourier变换的新性质

4.3.3基于分数Fourier变换的盲信号分离新方法

4.4基于分数Fourier变换的自适应信号降噪新方法

4.4.1新方法的原理

4.4.2数值算例

参考文献

第5章分数小波变换在齿轮故障诊断中的应用

5.1分数样条小波变换的定义、性质及快速算法

5.1.1小波变换的定义

5.1.2分数样条小波变换的定义

5.1.3分数小波变换在信号处理与故障诊断中应用的可行性

5.2基于模极大值的分数小波降噪方法及应用

5.2.1小波变换检测信号奇异性和信号重构

5.2.2分数小波与传统小波在检测信号奇异性方面的不同性质

5.2.3基于模极大值重构的分数小波降噪方法

5.3基于分数小波变换的自适应降噪方法及应用

5.3.1自适应滤波器

5.3.2数值算例

5.4基于空域相关特性的分数小波变换新方法

5.4.1基本理论

5.4.2分数B样条小波空域相关阈值的设定

5.4.3数值仿真信号分析

参考文献

第6章基于Gabor变换的故障诊断方法

6.1Gabor变换的基本理论

6.1.1连续Gabor变换

6.1.2离散Gabor变换

6.1.3Gabor变换的基函数

6.2Gabor变换的阈值选取方法

6.2.1基于Gabor变换的信号降噪原理

6.2.2数值仿真

6.3基于Gabor变换的盲分离新方法

6.3.1基于Gabor变换的盲分离原理

6.3.2数值仿真

6.3.3实验验证

6.4基于Gabor变换的欠定盲分离新方法

6.4.1常见信号的Gabor谱分布规律及源信号数目估计

6.4.2基于Gabor逆变换的重构升维

6.4.3数值仿真

6.4.4实验验证

6.5Gabor变换的自适应消噪方法

6.5.1AMGTD方法

6.5.2AFMGTD方法

6.5.3数值仿真

6.5.4实验验证

参考文献

第7章基于奇异值分解的信号降噪方法

7.1奇异值分解的定义和时间序列分析方法

7.1.1奇异值分解的定义

7.1.2时间序列的相空间重构

7.2改进的奇异值降噪方法及在调制信号处理中的应用

7.2.1常见信号的奇异值分布特性

7.2.2改进的奇异值降噪方法

7.2.3数值仿真

7.2.4实验验证

7.3基于奇异值分解的欠定盲信号分离方法

7.3.1方法简介

7.3.2数值仿真信号

7.3.3实验验证

参考文献

索引

“非线性动力学丛书”已出版书目

《齿轮系统的非线性动力学与故障诊断》由申永军，杨绍普著，科学出版社出版。《齿轮系统的非线性动力学与故障诊断》适用于研究机械系统动力学与故障诊断的读者，包括机械、航空、车辆、交通、冶金、力学、电力、化工等相关学科的本科生、研究生、教师、科研人员和相关的工程技术人员等。

本书围绕齿轮传动系统的动力学和故障诊断展开研究，主要内容包括利用增量谐波平衡法研究含间隙和时变刚度的齿轮副的任意阶周期解、解析和数值研究含轻微故障的齿轮系统动力学、基于分数Fourier变换的齿轮故障诊断方法、基于分数小波变换的齿轮故障诊断方法、基于Gabor变换的齿轮故障诊断方法、基于奇异值分解的齿轮故障诊断方法等。该书紧紧围绕国内外的学术热点展开，既有严密的理论分析，又有详实的数值仿真和实验验证。

本书结合工程实践，全面系统地对轨道交通齿轮箱状态监测与故障诊断进行了阐述。具体内容包括：状态监测和故障诊断的常用术语、轨道交通齿轮箱典型故障与振动噪声产生机理、轨道交通齿轮箱故障振动特征、轨道交通齿轮箱状态监测与故障诊断器、轨道交通齿轮箱故障诊断方法、故障诊断专家系统原理、齿轮箱状态测评标准等。

《故障诊断与容错控制系统的数据驱动设计》介绍了基本的统计过程监控、故障诊断和控制方法，并介绍了适应动态工业过程需求的故障诊断与容错控制系统的先进数据驱动设计方案。随着对技术过程和资产的可靠性、可用性以及安全性的要求不断提高，过程监控和容错已成为自动化控制系统设计中的重要环节。

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第一章 概述

1.1 问题的提出

1.2 故障诊断

1.2.1 故障诊断的任务及其研究的内容

1.2.2 系统故障的特征量及其获取

1.2.3 故障的决策与分离方法

1.2.4 故障诊断的方法

1.3 容错控制

1.3.1 鲁棒容错控制

1.3.2 重构容错控制

1.4 容错控制和故障诊断技术中存在的问题及其发展趋势

参考文献

第二章 基于观测器的故障诊断

2.1 引言

2.2 故障检测观测器的特征结构配置方法

2.3 基于矩阵奇异值分解的鲁棒故障检测观测器和基于鲁棒观测器的故障诊断

2.3.1 问题的描述

2.3.2 基于矩阵奇异值分解的鲁棒观测器设计

2.3.3 基于多重模型假设下的并行鲁棒观测器残差输出的故障分离

参考文献

第三章 基于参数估计的故障诊断

3.1 引言

3.2 基于模参一物参关联方程灵敏度分析的故障模式识别

3.3 变结构变参数系统参数估计

3.4 变结构变参数系统辨识的自适应算法

3.5 基于参数估计和人工神经网络的动态测试与故障诊断的原理

3.5.1 基于参数估计和人工神经网络的动态测试与故障诊断的原理

3.5.2 应用实例——基于参数估计和人工神经网络的某导弹姿态控制系统动态测试与故障诊断系统

参考文献

第四章 基于人工神经网络的故障诊断

4.1 引言

4.2 多层前向神经网络和一种改进的多层前向网络快速学习算法

4.2.1 多层前向网络的结构及数学描述

4.2.2 一种多层前向神经网络的结构自调整算法

4.2.3 误差的后向传播原理及BP学习算法

4.2.4 一种改进的快速误差后向传播学习算法（FI弹）

4.3 基于BP和FBP学习算法的多层前向网络在故障诊断中的应用

参考文献

第五章自适应模糊逻辑系统和基于自适应模糊逻辑系统的故障诊断

5.1 引言

5.2 模糊逻辑的数学基础

5.3 自适应模糊逻辑系统及基于自适应模糊逻辑系统的故障诊断

5.3.1 自适应模糊逻辑系统的数学描述

5.3.2 自适应模糊逻辑系统的函数逼近能力分析

5.3.3 自适应模糊逻辑系统的梯度下降学习算法

5.3.4 基于模拟退火的自适应模糊逻辑系统学习算法

5.3.5 自适应模糊逻辑系统的最近邻学习算法

5.3.6 自适应模糊逻辑系统的竞争学习算法

5.3.7 基于自适应模糊逻辑系统的建模与故障诊断实验研究

参考文献

第六章 基于专家系统的故障诊断方法

6.1 引言

6.2 专家系统的建造

6.3 知识的表示与获取

6.3.1 知识的表示

6.3.2 知识的获取

6.4 推理机

6.4.1 推理策略

6.4.2 推理控制策略

6.5 应用实例

6.5.1 系统的结构

6.5.2 基于SM智能检测的某运载火箭实时在线监测

6.5.3 基于STD实时在线监测的故障诊断专家系统

6.5.4 系统的功能特点、应用情况及结论

参考文献

第七章 逻辑诊断与故障树分析

7.1 逻辑诊断

7.1.1 逻辑代数

7.1.2 故障诊断中的逻辑问题

7.1.3 故障的逻辑诊断

7.2 故障的故障树分析方法

7.2.1 故障树的建造与数学描述

7.2.2 敌障树的定性分析

7.2.3 故障树的定量计算

参考文献

第八章 应用信息量确定最佳检测步骤和最佳故障特征集

8.1 引言

8.2 信息及其度量与计算

8.2.1 熵函数

8.2.2 信息及其度量

8.3 用信息量的方法确定最佳故障特征集和最佳诊断步骤

参考文献

第九章 系统动态行为的Petri网描述及基于Petri网的故障诊断

9.1 Petri网的基本概念

9.2 逻辑运算的Petri网建模

9.3 Petri网的简化

9.4 基于Petri网模型的系统分析

9.4.1 由Petri打网模型求系统失效率

9.4.2 由Petri网模型求系统的最小路集与最小割集

9.5 基于Petri网的系统状态动态变迁的描述与求解

9.5.1 基于Petri网的系统状态动态变迁的关联矩阵求解法

9.5.2 基于Petri网的系统状态动态变迁的梯形图求解法

9.6 基于Petri网的故障诊断

参考文献

第十章 基于同时稳定的容错控制

10.1 引言

10.2 基于互质分解的多重系统同时稳定容错控制设计

10.2.1 基于互质分解的同时稳定问题的数学描述

10.2.2 基于稳定的互质分解的同时稳定控制器设计

10.3 基于Hunwitz稳定性理论和非线性优化的容错控制

10.4 应用仿真

10.4.1 某导弹姿态控制系统数学模型描述

10.4.2 同时稳定控制器设计

参考文献

……

第十一章 基于H。。控制的多变量系统完整性设计

附录

参考文献