频域分析方法是机械故障诊断中信号处理最重要和最常用的分析方法，其种类繁多且各具特点。因而，对工程实际情况要釆用合理的频域分析方法就十分困难。由此，针对多种的故障类型，根据机械设备关键设备构件的振动特性，为实现机械设备多类不同的故障诊断，在分析和比较了不同的信号处理和特征釆取相应的算法的基础上，再釆用合适的频域分析方法；就能有效地确保诊断分析的精度和可能性。

应用信号处理方法对振动信号进行特征提取的技术是机械设备故障诊断领域的重要研究方向。常用的机械设备故障诊断领域的信号处理方法主要包括时域分析、频域分析和时频分析。针对常用的振动信号处理方法，总结多种算法的特征和优缺点。根据常见机械设备关键构件的振动特征，选择不同的信号处理和特征提取算法进行分析，以便提高多种构件、多类故障的特征提取精度和可靠性，从而为有效地实现机械设备的故障提供参考。

通过采集不同速度的各类型机动车噪声数据，对噪声的频谱和不同频段的能量比率进行分析和比较，得到不同速度下的各类型机动车噪声的频率特性。结果表明，大部分机动车噪声能量主要集中在400 Hz到2.5 kHz之间，其中小型车噪声能量以1 kHz到2.5 kHz的频段为主，大型车噪声能量主要在400 Hz到2.5 kHz均匀分布，中型车噪声能量分布特征介乎两者之间，而公交车噪声能量则以10 Hz到315 Hz的低频段为主；随着速度的增加，中、小型车噪声能量分布频段更为集中，大型车噪声频率分布与速度关系不明显，公交车低频段噪声能量比率有所提高。

传统锤击法试验模态分析时面临着高采样率带来噪声干扰、频率分辨率不足的问题，应怀樵等人发明了对力锤信号使用高采样频率、对响应信号采用较低采样频率的变时基采样技术（VTB），一定程度上改善了测试结果，但仍然存在变时基采样设置不灵活，传递函数在固有频率半功率带宽里分辨率不足、精度不高的问题。基于连续傅里叶谱变换、Chirp-z 变换方法，提出一种新的锤击法变时基传递函数高精度估计方法，可很好地解决传统变时基技术存在的问题。并采用数值模型、悬臂梁现场测试进行验证，结果表明所提出的算法优于传统等时间间隔采样技术，比传统变时基技术更为灵活，得到的传递函数质量较好，使得变时基采样技术具有较高的识别精度，可解决高采样率与频率分辨率不足的问题。

通过梳理气囊缓冲技术的发展历程和研究成果，总结缓冲气囊的一般构造、工作原理和设计流程。分别从气囊静态起爆展开特性研究、气体发生器与药剂研制、气囊动态起爆展开特性研究三个方面，介绍气囊缓冲关键技术。通过分析气囊缓冲技术典型特例——空气弹簧的研究现状，讨论既有气囊缓冲技术在工程结构隔震应用中所存在的问题，提出能够同时适用于天然地震动和爆炸冲击震动的地下防护工程概念性气囊式智能隔震系统构想。研究旨在拓宽气囊缓冲技术的应用范围，促进隔震系统向智能化、功能多样化方向发展。

差速器是纯电动汽车传动系统的重要传动部件之一，其性能好坏直接影响着车辆转弯行驶的功能性和舒适性。首先系统介绍某纯电动汽车低速转向异响的测试分析过程，通过整车与电驱动系统台架的排查等方法，查找出异响发生的原因。接着基于差速器设计方法和表面润滑摩擦原理，探讨差速器异响问题的潜在机理，并提出工程控制的措施方案。最后通过对半轴齿轮垫片表面处理工艺的改进，完全地消除整车转弯过程的异响问题。这对于纯电动汽车差速器NVH性能的工程开发具有一定的参考指导意义。

负刚度结构可用于系统的低频隔振，依据等效磁荷法建立矩形永磁铁的磁力和刚度解析模型，得到实现负刚度的最优磁铁布置和充磁方向，并设计三磁体型准零刚度隔振系统。仿真结果表明，矩形磁铁磁力和刚度计算模型准确，三磁体型准零刚度隔振器在不影响载荷性能的前提下具有优越的低频隔振性能。

为了研究频域法中的应力幅值概率密度函数(Probability Density Function，PDF)模型在随机振动疲劳寿命评估过程中的适用性，首先介绍常用的5 种频域法模型，接着设置由不同谱宽系数、中心频率和功率谱密度(Power Spectral Density，PSD)谱值组合的限带白噪声应力功率谱。在此基础上利用傅里叶逆变换得到对应的时域信号，并将频域法模型计算得到的应力幅值概率密度函数与模拟的时域信号经过雨流循环计数得到的结果进行对比，评估各种频域模型的适用性和精度。结果表明，在整个带宽范围内，ZhaoBaker 模型和Dirlik 模型都有较高的准确性和适用性，Weibull 模型在模拟小谱宽系数(ε<0.15)的单峰谱和谱宽系数大于0.6 的宽带PSD时拥有不错的精度；频域模型的精度误差都随中心频率和谱值的增加有不同程度的下降。

钢丝编织增强氟塑料高压软管广泛应用于航空发动机管路系统，以航空用某型号软管为研究对象，结合数值和试验的方法，研究其疲劳寿命性能。基于压力载荷下软管应变测量和钢丝尺度软管精细化有限元分析得到压力-钢丝应力模型，结合应变载荷谱和钢丝疲劳试验得到的钢丝应力寿命模型，对用于航空发动机外部管路中的聚四氟乙烯软管在脉冲载荷下的寿命进行预测，预测结果略有偏大，主要由于脉冲载荷下软管周向应力较大，且脉冲累计会持续增大周向应力，使软管寿命加速损耗，软管在脉冲载荷下疲劳失效形式以斜口破裂为主，与应力分析得到的断裂平面方向一致。

风洞噪声不仅直接影响人们的身心健康，更重要的是较大的背景噪声还降低了风洞声学试验能力和试验精度，降低风洞噪声已成为风洞建设中攻关的关键技术问题。因此提出基于Fx-LMS自适应控制算法实现一维离散噪声主动控制，实验结果表明其能有效解决单波麦克风失匹配带来的误差，减小权系数变化对系统的影响，提高系统收敛速度；根据优化后的算法参数，在0.55 m×0.4 m声学风洞消声室进行管道噪声主动降噪实验，获得理想的降噪效果。

海上单桩基础风机塔的晃动位移是其安全监测与评估的重要参量，但是目前还没有较成熟的精确自动化监测方法。为此提出一种新的监测方法，首先基于动态高精度倾角仪测挠法得出其0～0.2 Hz范围内的准静态挠度曲线，然后利用低频振动位移传感器直接测量出其0.2 Hz～10 Hz范围内的周期性振动位移信号，最后把两种信号同步叠加成为塔筒观测高程的晃动位移时程曲线。模型测试实验表明此方法的测量精度可达到毫米级别。基于实测数据，对2 座单桩风机塔筒在机仓对风向偏航时的晃动位移特性、台风作用下的晃动位移特性、正常工作及停机状态时晃动位移特性进行了详细的分析。分析结果表明：此方法可精确测量和分析出此类型塔筒的晃动位移频谱特性、幅值特性。

许多城市引入了电动汽车作为出租车和公交车。以电动汽车和燃油汽车为研究对象，通过实测数据，分析比较小型电动汽车、小型汽油车以及电动公交车、柴油公交车在不同行驶速度下的最大A声级及频谱特性。为城市交通噪声污染防治提供数据参考。

基于波束形成技术，利用市域轨道交通D型车实车声源成像数据，研究市域列车整车车外噪声源频谱特性，分析受电弓、转向架等局部区域噪声源对辐射噪声的贡献特点，并评估局部噪声特性变化对总噪声特性的影响，得到以下结论：局部噪声源的贡献方面，市域轨道交通D型车转向架区域是主要辐射噪声贡献区，其贡献所占比重超过63 %，100 km/h 以上运行时其贡献所占比重超过80 %；受电弓区域是次级辐射噪声贡献区；其他区域的噪声贡献相对较小。试验研究成果可为市域轨道交通列车减振降噪优化设计提供有力的技术指导。

为了降低航空噪声对机场周边区域的影响，本文进行了面向未来规划的航空噪声预测及其影响评价方法研究。首先，根据当前实际飞行轨迹数据，分析得到机场起降交通流运行的普遍规律。结合机场交通流时空分布特性，建立面向未来规划的航空噪声等值线预测模型。为了直观评价航空噪声的影响，进行未来航空噪声等值线与机场周边土地的土地控制规划图的融合配准，从而实现未来航空噪声影响的可视化。最后，根据我国现行标准，总结提出机场周边土地与噪声相容评价及土地规划和相应飞机噪声隔声措施建议。以某大型机场为例，证明该方法的可行性，并针对噪声问题，为机场周边主要区域土地规划提供参考依据。

针对滚动轴承运行状态在线监测，提出一种新的滚动轴承早期故障预警技术。首先，通过二进离散小波分解提取共振频带；然后，通过自相关分析抑制频带信号中的非周期性成分并进一步提升信噪比；最后，基于小波包络频谱构造一个新的特征量，通过该特征量的变化趋势来反映轴承的健康状态。将新方法应用于滚动轴承在线监测，分别对三组滚动轴承的全寿命试验数据进行分析，结果表明，提出的在线监测技术相较于传统有效值监测更为敏感，能够更早地发现滚动轴承早期微弱故障，实现故障的早期预警及定位。

为了验证平滑天棚控制的有效性和其有效的参数优化算法，以2 自由度悬架系统模型为研究对象，建立综合性能评价指标，经过粒子群算法优化参数，仿真结果表明，与被动悬架相比，综合性能评价指标提升11.17 %。以舒适性为控制目标，采用随机路面激励，平滑天棚控制的簧上质量加速度均方根值与被动悬架和开关天棚控制相比，都有显著的降低；采用正弦扫频激励，对系统振动传递特性进行分析，仿真结果表明，在中高频段，平滑天棚控制对簧上质量振动有较好的抑制效果。最后，通过半主动需悬架机械硬件在环试验，试验结果表明，平滑天棚控制可以减少振颤，降低簧上质量加速度。

深沟球轴承作为旋转机械中的重要零件，其运行状态直接影响机器的性能和寿命。对SKF 60200系列深沟球轴承各部件固有频率进行计算，得到各阶固有频率随轴承尺寸变化的趋势；对深沟球轴承各部件的故障通过频率进行统计分析，得到了轴承故障通过频率的分布情况；以6205-2RS JEM SKF深沟球轴承为对象，分析轴承外圈故障状态下和正常状态下振动信号的特征，为轴承的故障特征分析提供指导。

为了解济南地区地铁运营产生的环境振动特性，分别在地铁车站、区间地面及邻近建筑物不同位置处设置测点，全面测试地铁2 号线运行引起的环境振动情况，分析不同测点振动响应的时频特征，探讨地铁环境振动在地面及不同结构物中的传播规律。研究表明：随与地铁隧道距离的增加，环境振动周期性逐渐减弱，地铁车站、区间地面及邻近建筑物内振动水平分布介于0.09 mm/s～0.72 mm/s、0.11 mm/s～0.64 mm/s 以及0.07 mm/s～0.15 mm/s 之间；地铁车站和邻近建筑物内振动频率成分较区间地面更为丰富，体现土体的材料阻尼和结构物激发中高频振动的作用。不同场地及建筑物内振动传播规律不同，建筑物基础和底板起到隔振减振作用。研究成果使现有地铁环境振动实测结果数据得到进一步充实，可为类似地层数值计算提供验证。

声学黑洞（Acoustic Black Holes，ABH）以结构厚度的幂律变化实现弹性波的汇聚，结合阻尼层能较好地抑制结构振动。为进一步实现结构的低频振动控制，将声学黑洞与约束阻尼复合，建立附加约束阻尼的二维声学黑洞薄板模型，采用数值方法计算加速度响应与结构损耗因子，研究二维声学黑洞板附加约束阻尼后的减振特性，并通过二维声学黑洞薄板振动试验开展验证，最后探究约束层材料、厚度及约束阻尼半径对声学黑洞板低频减振性能的影响规律。结果表明：相比于附加自由阻尼，约束阻尼使声学黑洞薄板在第一阶共振峰处的加速度导纳降低12.61 dB；当约束层厚度为截断厚度的2 倍左右时，薄板整体可以达到较佳的减振效果。研究可为声学黑洞薄板结构的低频减振应用提供重要参考。

为研究弹性车轮地铁车辆曲线通过性能的影响，建立刚柔耦合地铁车辆系统动力学模型。以实验测得橡胶径向和轴向刚度，求得弹性模量，通过有限元模态分析，在软件UM中建立考虑弹性车轮为柔性和考虑标准车轮为柔性的刚柔耦合地铁车辆模型。研究弹性车轮柔性对地铁车辆动态曲线通过的安全性及平稳性，对比分析不同工况下考虑弹性车轮结构柔性的刚柔耦合地铁车辆模型和考虑标准车轮结构柔性的刚柔耦合地铁车辆模型动态曲线通过时的动力学响应。通过对脱轨系数、轮轴横向力、轮轨接触角、车体横向振动加速度、车体垂向振动加速度、垂向平稳性、横向平稳性和轴箱横向振动加速度对比分析，得出结论如下：弹性车轮地铁车辆模型的脱轨系数、轮轴横向力、轮轨接触角、轴箱横向振动加速度、车体垂向振动加速度和垂向平稳性较标准柔性车轮均有不同程度的降低。弹性车轮地铁车辆模型的轮重减载率、车体横向振动加速度和横向平稳性较标准柔性车轮均有不同程度的微幅上升。

数据机房内安装有大量网络交换机、服务器等IT 设备和保证温、湿度的空调设备，它们产生的噪声不容忽视，特别是当机房位于楼层中时，会对周围区域产生影响。针对某商业银行总行办公楼三楼数据机房产生的噪声问题进行改造，设计精密空调的减振台架和机房的隔、吸声方案。对比改造前、后的测试数据，改造后设计区域背景噪声达到国家规范标准，原有的噪声问题得到解决。该项目结果表明：精密空调设备要做特殊减振措施；空调机房不宜使用轻质隔墙；机房与办公区域位置应合理布置。研究为办公楼层中的数据机房减振降噪提供了一种适用方案。

最小二乘复频域法是近年来提出的频域模态识别的方法，该方法在强阻尼、弱阻尼下都具有很好的识别结果。依据最小二乘复频域法的理论与方法，其系数矩阵有两种形式：实系数矩阵形式、复系数矩阵形式。利用Matlab对最小二乘复频域法进行编程，并编制交互式的软件界面。指出最小二乘复频域法在两种系数矩阵下的参数设置，以及系统极点的求解修正公式。通过对铝板的实验分析，表明在两种系数矩阵下分析结果的一致性，并且复系数矩阵具有更好的数值条件，同时验证了程序的正确性。

针对滚动轴承故障诊断模型易受轴承工作环境噪声以及运行数据样本数量影响的特点，提出一种并行大核注意力机制卷积神经网络（PLKACNN）。首先，将一维时间序列通过短时傅里叶变换转化成二维图像作为模型的输入，使用并行大核注意力机制实现对不同维度的故障特征的提取；其次，将并行支路所得的特征图进行堆叠以获得整体信息，最终通过整合卷积层以及全连接层对整体信息进行学习以及分类。结果表明PLKACNN能够有效识别滚动轴承故障程度和故障位置，在带噪数据集上获得平均98.5 %的准确率，并且在带噪小样本实验中获得92.81 %平均准确率，证明所提PLKACNN具有较好的噪声鲁棒性以及泛化能力。

针对地铁钢轨波磨检测效率低、准确率低等问题，提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解–多尺度排列熵的地铁短波长钢轨波磨识别方法。首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）方法将轴箱振动加速度信号逐级分解为多个不同特征时间尺度相对平稳的固有模态函数（IMF）；引入多尺度排列熵（MPE）分析各IMF在不同尺度上的熵均值，计算各IMF的相关系数，然后将随机程度较大或信噪比较低的分量剔除，计算剩余IMF的能量值及总能量值，通过设定阈值判断是否存在钢轨波磨，最后对能量值超过阈值的分量进行小波包时频分析，提取振动中心频率确定钢轨波磨波长。结果表明：（1）基于CEEMDAN–MPE算法可通过轴箱振动加速度准确识别短波长钢轨波磨及发生区域；（2）该方法在识别短波长波磨的准确性上优于EEMD 能量值和小波包能量熵方法，并且能够较为准确地提取短波长波磨不平顺导致的振动响应，便于针对波磨的波深做进一步分析。

为了探究电驱动总成对车内噪声的影响，对某纯电动汽车进行急加速工况下的试验研究。基于阶次分析确定车内噪声与电驱动总成振动噪声之间的关联，并识别电驱动总成对车内噪声影响较大的激励；基于奇异值分解改进的工况传递路径分析（Operational Transfer Path Analysis，OTPA)方法，分析对车内噪声影响最大的激励通过结构路径和空气路径对车内噪声的贡献情况。结果表明由空间0 阶径向电磁力引起的频率24 阶激励和48 阶激励对车内噪声影响较大，其中24 阶激励影响最大。在低转速区间，24 阶振动激励和24 阶声学激励通过结构路径对车内噪声贡献和通过空气路径基本一致；在中高转速区间，24 阶声学激励通过空气路径对车内噪声贡献较大；在高转速区间，24 阶振动激励通过后悬置Z方向结构路径对车内噪声贡献较大。研究结果从激励源和传递路径两个方面为降低纯电动汽车车内噪声指明方向。

我国铁路建设规模逐渐扩大，列车运行速度不断加快，在运行过程中由于轨道不平顺、列车交汇等产生一系列噪声，而微穿孔板—二次余数扩散体复合结构可以用于解决轨道交通系统的噪声问题。首先通过Comsol 有限元仿真对微穿孔板与7 阶二次余数扩散体的复合结构进行吸声特性探究，结合已有的实验结果验证仿真方法的准确性。后续研究二次余数扩散体子背腔排列顺序对复合结构吸声特性的影响，发现只有保持二次余数扩散体腔体的对称性，才能使复合结构的吸声效果较好；探究二次余数扩散体子背腔折叠对复合结构吸声特性的影响，发现二次余数扩散体子背腔折叠对第一个吸声峰毫无影响，只对高阶谐振峰产生影响，背腔折叠的长度越大，第二个吸声峰发生频率越往高频移动；最后分析微穿孔板孔隙率、孔径及板厚对复合结构吸声特性的影响，结果表明微穿孔板的孔隙率及板厚主要影响吸声频率，随着孔隙率（板厚）变大，吸声结构的共振频率稍向高（低）频方向移动，而孔径主要对吸声性能起作用，孔径越小吸声峰越高。有关结论可为低频吸声结构设计提供参考。

动力吸振器作为一种振动控制的主要手段，很少被用于铁道车辆车体结构的振动控制。通过仿真分析发现车辆在33.6 Hz处存在地板局部振动放大现象。为解决该问题，建立地板-多重动力吸振器系统运动方程，推导得到动力放大系数函数，并提出一种基于偏导数的数值搜索方法，计算多重动力吸振器的最优参数。利用仿真方法提取地板目标模态的振型函数，并计算模态质量，最终得到地板最优多重动力吸振器参数。将动力吸振器建入车体仿真模型对其振动控制效果进行验证。结果表明，目标频率33.6 Hz处的地板振动加速度峰值下降23.98 %，且33.6 Hz附近的振动传递率也有所下降，所设计的地板多重动力吸振器具有良好的减振效果。

变转速工况下，转速变化会导致不同时间段峭度值出现变化，且高脉冲噪声会导致振动信号的峭度值突然变大。这些因素削弱了快速谱峭度图(Fast kurtogram,简称FK)方法提取微弱故障特征方面的性能，为了克服这些缺陷，提出一种基于对数平方包络谱的新特征--对数包络阶次循环分量(Log-envelope Order Cyclic Content，简称LEOC)，构造出一种对数包络阶次循环分量图(Log-envelope Order Cycligram，简称LEOCgram)。首先使用1/3 二叉树结构对原始信号进行多层次滤波，并计算每一组滤波子信号的平方包络。然后，通过计算阶次跟踪(Computed Order Tracking，简称COT)技术对每一组的平方包络序列进行角域重采样，计算每一组滤波信号的对数平方包络谱并进行自相关分析得到可能的故障特征阶。最后计算LEOC值，LEOC最大值对应的频带即为最优解调频带。将最优解调频带作为滤波器的参数对原始信号进行滤波，通过对滤波后的信号进行包络阶次分析并根据包络阶次谱的阶次结构可以确定故障类型。仿真信号和试验轴承外圈故障信号的分析结果表明，该方法在速度波动范围较大时，能够准确地对滚动轴承故障进行诊断，且不受随机高脉冲噪声的影响。

现行建筑隔声评价标准采用计权隔声量作为建筑隔声单值量，但过往研究发现，基于声压级差的隔声参量与主观感受的隔声效果之间仍存在差异。利用六种不同的建筑构件对三种噪声源的隔声结果，进行建筑隔声特性与响度级差之间的关系分析。结果表明，计权隔声量这一单值量可以在一定程度上体现人的主观感受，但并没有一种单值量可适用于评价各种噪声源所产生的响度级差。对于中高频较丰富的白噪声，不同构件产生的响度差的差异较大，对于低频较丰富的交通噪声，不同构件产生的响度级差的差异较小。相比之下，Rw+C100-3 150有可能更适合描述交通噪声的响度级差。对于隔声单值量高且隔声频率特性斜率大的建筑构件，可能会出现主观隔声效果不够理想的问题。

针对传统的基于振动信号的故障诊断技术无法兼顾定位与诊断的问题，提出一种基于声音信号的反卷积成像和深度学习的智能故障诊断与定位模型，该模型在传统波束形成算法的基础上，引入反卷积成像算法确定噪声源位置；同时，使用深度学习对声音信号进行训练分类从而判断故障类型，可兼顾噪声源识别定位以及故障检测的特点，拓展声像识别的应用场景，并进一步推动故障诊断技术在多领域交叉发展。实验结果表明，与传统的基于振动信号的故障诊断方法对比，该方法在设备故障诊断方面的故障识别率达到97.22 %，并能够准确识别故障所在位置。

针对伺服系统谐振抑制中，陷波滤波器的深度和宽度不合理而使谐振抑制不理想的问题，提出陷波滤波器谐振抑制参数优化方法。利用速度偏差的FFT变换得到谐振频谱图，以最大幅值处的频率确定陷波频率；在频谱图上以曲线任意点的幅值与最大幅值的比值确定深度参数，并且以所对应的频率与谐振频率的宽度确定宽度参数；为了保证参数的合理性，以滤波后谐振频率处的幅值为适应度，利用改进粒子群优化算法对陷波深度和宽度参数进行优化，避免因噪声干扰和负载变化而使陷波参数陷入局部最优。实验结果表明：该方法能在线分析机械谐振并且匹配最优参数，可以大幅度降低机械谐振。

针对单一的性能评价指标无法表征磁流变液减振器的整体性能、难以实现减振器工作性能最优化的问题，采用试验测试方式，结合最大输出阻尼力、响应时间、示功曲线饱满程度等多个性能评价指标分析减振器在不同外部激励电流与激振速度下性能的变化规律。研究表明：最大输出阻尼力随外部激励电流的增大而增大，且输出阻尼力在活塞运动速度较小时受活塞运动速度的影响较大，在活塞运动速度足够大时受活塞运动速度的影响较小；活塞运动速度的增加会缩短减振器响应时间，阶跃电流的大小对响应时间的影响较小，但减振器的阶跃下降响应时间比阶跃上升响应时间长；在减振器装配过程中常存在的磁流变液灌装不足与体积补偿装置气体压强选择不当的问题会造成示功曲线发生畸变导致减振器的能量耗散性下降。研究结果可为磁流变液减振器的性能优化提供参考依据。

为获得较宽频率范围弹性波耗散性能，并有效控制减振降噪频率带宽，提出一种新型双振子声子晶体结构，研究其能带和传输特性，并利用COMSOL Multiphysics 软件计算该声子晶体结构起始频率、截止频率以及相应的振动模态，分析该结构带隙形成机理，以及散射体密度和尺寸对该声子晶体带隙的影响规律。研究表明：双振子声子晶体结构带隙打开是基体中长波行波与振子的谐振相互耦合作用产生的结果。研究结果可为工业装备的噪声与振动控制提供一种新方法。

当机械设备的振动信号为非平稳信号和时变信号这类特殊信号时，时域分析和频域分析因其自身的局限，无法取得很好的分析效果，需要使用时间和频率的联合函数来表示信号，即信号的时频表示。针对常用的时频分析振动信号处理方法，总结多种算法的特征和优缺点。根据常见机械设备关键构件的振动特征，选择不同的信号处理和特征提取算法进行分析，以便提高多种构件、多类故障的特征提取精度和可靠性，从而为有效地实现机械设备的故障提供参考和指导。

为更有效地监测电抗器的工作状态，提出一种基于振动参数图像融合灰度共生矩阵的电抗器机械状态辨识方法。首先对电抗器施加不同大小的电压、预紧力以模拟不同工况，在采用工作变形分析的基础上，利用灰度共生矩阵提取不同工况下工作变形分析云图的纹理特征，引入能够定量表征电抗器振动情况的振型相关系数，进而得到电抗器振动参数结合工作变形分析灰度图纹理特征的融合特征矩阵，最后利用支持向量机实现电抗器的状态辨识。通过模拟绕组松动故障试验，将所提方法与单一基于灰度共生矩阵的常规辨识方法进行比较，实验结果表明：所提方法能够有效地提取电抗器振动信号特征参量，且诊断精度相较于常规方法有明显提升，准确率可达93.6 %。

针对变分模态分解方法（Variation mode decomposition, VMD）在提取滚动轴承振动信号的故障特征频率时受参数设置影响及敏感模态分量的选取问题，构建一种基于海洋捕食者算法（Marine Predator Algorithm，MPA）优化变分模态分解的滚动轴承故障诊断方法。首先，利用以包络熵为适应度函数的海洋捕食者算法对变分模态分解算法的模态个数K和二次惩罚因子α 进行自适应选定；其次，使用获得的最佳参数组合对故障振动信号进行变分模态分解，得到多个本征模态分量（Intrinsic Mode Function，IMF）；最后，计算各模态分量的平方包络基尼系数（Squared EnvelopeGini Index，SEGI），选择系数最大的模态作为最优IMF并进行包络分析，提取相应的故障特征频率。通过公开数据集和实验数据验证表明该方法可解决VMD受参数设置影响的问题，成功诊断轴承故障。且相比于峭度和相关系数指标，平方包络基尼系数指标在筛选最优IMF具备更佳的准确性和鲁棒性。

为提高面齿轮传动系统的动力学特性，建立考虑陀螺效应、包含时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、支撑刚度和阻尼等参数的非线性动力学模型。采用欧拉单步法对非线性动力学方程进行求解，分析模型计算结果的准确性和合理性。分析面齿轮传动系统啮合线位移、啮合力以及面齿轮和圆柱齿轮振动位移与时变啮合刚度幅值系数变化之间的关系，并通过两齿轮质心坐标平面相图得到两齿轮质心的振动情况。

为了改善在主动噪声控制(Active Noise Control，ANC)中由不平稳脉冲噪声引起的经典仿射投影算法稳态误差高的缺陷，利用鲁棒类M估计器代价函数对误差信号的饱和特性，将其与权重向量的L2 范数约束相结合，提出类M估计器函数仿射投影算法。该算法的收敛精度相较于经典符号仿射投影算法提升3.2 dB。为了进一步提升收敛速度，将组合步长技术引入上述算法来自适应调节权重约束中的步长参数，调节收敛速度与稳态误差之间的矛盾。仿真结果表明，最终提出的算法突破固定步长的限制，可实现更快的收敛速率和更低的稳态误差，相较于已有仿射投影算法，在收敛速度方面提升2 倍，在收敛精度方面提高10 dB。该算法可为之后仿射投影算法的研究提供理论指导和实验依据。