非线性量子信息熵及其在行星变速箱特征提取中应用

丁 闯, 张兵志,2, 冯辅周, 吴守军

(1. 陆军装甲兵学院 车辆工程系, 北京 100072; 2. 北方特种车辆研究所, 北京 100072)

由于行星传动具有重量轻、体积小、传动比大、承载能力强、传动效率高等诸多优点，因此已被广泛应用于军用装备和民用装备中。行星齿轮箱的复杂结构决定了其振动响应比定轴齿轮箱更加复杂，并存在明显的非线性、非平稳性，且故障响应微弱[1]。对其振动信号特征提取一直是研究的重点和难点。

由于信息熵能够有效的检测振动信号时间序列的动力学特性，其在特征提取及故障诊断中的应用越来越引起了人们的重视，取得了一定的研究成果。在使用信息熵进行特征提取中，如何定义各个事件，并计算各个事件出现的概率，是不同信息熵方法的区别之处，也是信息熵能否有效用于特征提取的关键[2-3]。

近年来，量子理论取得了快速的发展，已经成为了极具革命性、神秘性的理论。量子理论与传统的信息表达方式存在较大差异，具有优异的性能，其量子态的叠加性、相干性、纠缠性，能准确表达很多客观存在的规律[4]。

依据量子理论全新表达方式的优势，将其引入信息熵，提出一种结合信息熵和量子理论的特征提取新方法—非线性量子信息熵(Nonlinear Quantum Entropy, NLQE)。

1 量子理论

量子理论在近年来取得了广泛的研究，成为了一种行之有效的信息处理工具，同时推动着相关领域的快速发展。借助量子理论描述微观世界的全新思想及其特殊的状态表达形式，量子理论在振动信号的处理方面亦取得了有效的应用[5-6]。……