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本文结合国家自然科学基金项目(51175466)“微弱冲击信号的识别与提取技术研究”和国家高技术研究发展计划项目“核电站松动件监测系统关键技术研究(863计划,编号2007AA04Z426)”,以《核电站松动部件的质量估计方法研究》为题开展博士论文的研究工作,在核电站松动部件冲击信号的检测与识别、松动部件质量估计方法等进行了研究。第1章：分析了松动部件监测系统(Loose Part Monitoring System, LPMS)在核电站的必要性,介绍了国内外在LPMS研究上的现状和国外已有产品的功能与特点,然后阐述了松动部件质量估计技术的研究现状,并根据现有研究,提出本论文的研究框架。第2章：针对强背景噪声中微弱冲击信号的检测问题,提出一种基于类近似熵(Para-Approximate Entropy, P-ApEn)的微弱冲击信号鉴别方法。首先提出基于自回归(Auto Regressive, AR)模型和Teager能量算子(Teager Energy Operator, TEO)相结合的信号预处理方法,扩大含噪信号的可测范围；然后根据近似熵理论,提出类近似熵概念,构建基于类近似熵的微弱冲击信号鉴别模型,有效鉴别冲击信号与其它干扰信号。第3章：提出了一种以松动部件碰撞冲击信号的希尔伯特边际谱(Marginal Hilbert Spectrum, MHS)为特征的质量估计方法。通过多频率成分平稳仿真信号和频率时变非平稳仿真信号的分析,体现MHS能够更准确地描述非平稳时序信号的频率分布；然后根据冲击信号截止频率的特征,提出基于支持向量机回归(Support Vector Regression, SVR)的复合子回归模型质量估计方法；实验结果表明采用预分类与子模型回归方法能有效提高松动部件质量估计的精度。第4章：针对Hertz理论中对接触时间计算不准确的问题,提出一种基于时频分布的改进接触时间的质量估计方法。首先利用时频谱中幅值与频率的对应关系,给出了接触时间估计的改进模型；然后采用Hankel函数修正冲击信号的幅值衰减,从而实现松动部件的质量估计。第5章：针对松动部件冲击信号频谱成分易受碰撞速度影响的问题,提出一种基于S变换的松动部件质量估计方法。首先定性分析碰撞速度和碰撞位置对冲击信号频率成分的影响规律；然后以周期和时变非平稳仿真信号为对象,分析了S变换用于松动部件冲击信号时频分析的合理性；采用时频谱分块的方法对时频谱进行降维,并从特征表达角度比较质量特征的展开方式,采用频率切片的方式提取质量的时频特征。第6章：在分析当前的LPMS系统结构的基础上,设计研发了基于Matlab和SQL Server的松动部件质量估计原型系统。首先给出系统设计与软件功能分配,介绍了系统的主要模块及其相关功能与界面；然后利用所提的冲击信号识别方法和质量估计方法,对模拟实验的数据进行了分析和验证。第7章：对全文的研究内容进行总结,并对LPMS与质量估计的未来发展做出展望。