基于排列熵的振动信号小波包阈值去噪研究

工程实践中的振动信号往往存在噪声干扰而导致信号特征信息无法显露,传统小波包软、硬阈值函数去噪形式固定,无法依据信号小波包分解系数的噪声干扰情况进行调整.据此,提出一种新的介于软、硬阈值函数之间的改进小波包阈值函数,并将排列熵作为信号含噪情况表征参数引入阈值函数中.对信号小波包系数进行排列熵计算,并依据该值对阈值函数进行自适应调整,使得新的阈值函数能够对含噪较多的小波包系数进行大尺度收缩而对含实际信号特征较多的小波包系数尽可能地保留,从而达到最佳的去噪效果.对滚动轴承振动实验信号的去噪分析,并与其他方法进行对比,验证了该方法的有效性与优越性.     

小波阈值法在炮口振动信号消噪中的应用

针对传统软硬阈值方法存在的估计小波系数连续性差和信号失真等问题,采用了三种改进的小波阈值消噪方法,通过对仿真含噪信号进行消噪分析及计算信噪比、赋范均方根误差等评价参数,表明改进的方法消噪效果良好,最后对实测航炮炮口振动信号进行消噪处理,分别从时域和频域两个角度进行比较分析,进一步验证了改进小波阈值函数方法在炮口振动信号消噪中的有效性.     

一种基于参数自整定的小波去噪算法研究北大核心CSCD

小波阈值去噪法因其算法简单、计算量小而广泛应用于信号去噪,提高了数据处理的精度和效率。为解决传统小波阈值去噪法中阈值函数连续性差或原始小波系数与估计的小波系数存在恒定偏差的问题,提出了一种基于参数自整定阈值函数的改进小波去噪算法。该方法采用指数平滑逼近对小波系数进行阈值处理,通过参数的自整定使其阈值函数能够很快逼近硬阈值函数曲线,并具有较好的连续性和更佳的阈值估计小波系数,从而使改进后的小波去噪算法具有更好的去噪效果。仿真实验结果表明:相比于传统的硬、软阈值去噪方法,改进后的小波去噪算法的去噪效果更优。     

改进小波算法在滚动轴承故障诊断的应用

在滚动轴承故障诊断中,为了提高诊断的准确率,需要对振动信号进行去噪预处理。小波变换具有良好的时频布局分析能力,在滚动轴承此类非平稳信号的去噪处理中得到了广泛应用。但是传统的阈值函数存在一定问题,影响去噪效果。提出了一种新的小波阈值函数,削弱了传统软硬阈值函数的缺陷,并且与已有的几种改进函数的去噪结果进行对比,证明了上述方法有很高的准确性和有效性,其去噪后的信噪比和均方根误差均优于软硬阈值和其它改进的阈值函数。     

基于品质可调小波去噪的低速滚动轴承故障诊断

针对低速运行滚动轴承故障特征易被噪声湮没的问题，提出了一种基于可调品质因子小波分解(TQWT，Tunable Q-factor Wavelet Transform)的分层自适应阈值去噪方法，并将该方法与包络谱分析相结合，对低速轴承进行故障分析与诊断；首先，将采集到的轴承振动信号进行TQWT分解，得到分解后的各层小波系数； 然后，利用Sigmoid函数构造分层自适应阈值函数，并利用该阈值函数对TQWT的高频系数进行阈值去噪处理；最后，结合去噪后的高频小波系数和低频小波系数对信号进行重构，得到去噪后的轴承振动信号。通过仿真故障信号，模拟故障实验信号和实测故障信号分别进行了去噪实验分析。实验结果表明，经典的软阈值函数和硬阈值函数相比，本文方法能获得更好的去噪效果，在降低噪声干扰的同时有效保留了轴承的故障特征信息，去噪后信号的包络谱可以清晰的呈现故障的频谱特征，可观察到故障特征的多倍频峰值，且峰值附近干扰很少，有效提高了轴承早期故障的诊断精度。在仿真信号实验中，与软阈值、硬阈值函数相比，本文方法去噪后具有更高的信噪比(SNR， Signal-to-noise Ratio )和更低的均方根误差(RMSE, Root Mean Square Error)，与硬阈值函数相比，本文方法的SNR平均增加了4.1491，RMSE平均下降了0.1329； 与软阈值函数相比，本文方法的SNR平均增加了5.1118，RMSE平均下降了0.1505。     

基于小波变换的泄露故障特征提取研究

为研究液压系统管路泄漏对压力脉动信号的影响,提出利用改进的小波消噪算法和小波包对压力脉动信号进行消噪和特征提取;针对传统小波变换阈值函数在去噪处理中存在的恒定偏差、不连续等缺点,提出一种改进阈值函数和新阈值相结合的新方法,将该方法与平移不变量方法相结合,避免了传统小波变换去噪时在不连续点存在的Pseudo-Gibbs现象;通过利用改进小波消噪方法和小波包对FESTO试验系统采集的正常和故障压力脉动信号进行分析比较,研究结果表明,不同工况下压力脉动信号3个主要能量频带的分布特性,可以作为泄露检测和识别的故障特征。     

小波阈值去噪的一种改进方案

信号在采集、转换和传输过程中经常会受到设备、环境等因素的影响,致使现实信号成为含噪信号,对得到的信号进行去噪是信号处理中的一个很重要的环节。在近二十年中小波去噪方法应用比较广泛并取得了较好的效果,越来越多的学者用小波阈值进行信号去噪。首先讨论了小波阈值去噪中估计小波系数的软阈值和硬阈值方法,然后本着提高去噪质量的目的,提出了一种改进方案。该方法在阈值函数中加入因子,可以自适应地减小阈值函数中的恒定偏差。与传统阈值去噪方法相比,有以下两点优势:①去噪效果比传统阈值去噪方法好。②具有一定的自适应性。此外,还用Matlab仿真实验证实了该改进方案的有效性和优越性。     

基于改进的小波阈值函数语音增强方法

传统的小波阈值去噪方法会造成有用语音信号的损失, 信噪比改善情况不理想. 通过分析小波去噪原理, 提出了一种改进的小波阈值函数语音增强方法. 该方法结合小波软、硬阈值函数去噪的优点, 克服了硬阈值函数的不连续及软阈值函数存在偏差的缺点. 该方法首先对清浊音信号进行判断, 接着采用变化的阈值对清浊音信号的小波系数进行不同的阈值处理. 仿真实验结果表明, 改进的方法非常适用于强噪声背景下的语音增强, 无论在保留含噪语音信号中的清音信息, 还是在信噪比改善指标上均优于传统的软阈值法、谱减法和听觉感知小波变换法.     

提升小波改进阈值算法在输气管道泄漏信号降噪处理中的应用

输气管道的泄漏检测对保障其管道的正常运行具有重要意义,但是在实际工作中,传感器检测到的信号会受到噪声的干扰。为了提高管道泄漏检测精度,采用一种不依赖于傅里叶变换的提升小波变换方法,并引入改进阈值函数对信号进行降噪处理,分别对比不同小波基函数,不同分解尺度利用改进阈值算法的降噪效果,确认db5小波函数作为最优提升小波函数,并对信号进行四层分解的信号处理信噪比最高,最后利用现场实验采集到的负压波信号进行传统小波去噪和提升小波改进阈值算法去噪的效果对比,其结果表明提升小波改进阈值算法的去噪效果优于传统小波算法的去噪效果,在管道泄漏检测的信号降噪中具有良好的应用价值。     

基于一种新的小波阈值函数的心音信号去噪

研究心血管系统的病理特征问题,应正确识别心音信号,对心音信号去噪问题常用小波变换方法,但是小波阈值函数存在着一些缺陷,影响了去噪的性能.通过讨论软硬阈值函数和已有的几种改进阈值函数的优缺点,提出了一种新的双参可调小波阈值函数,方便调节,适合于进行各种数学处理,更重要的是具有更符合自然信号连续特性的过渡区.仿真实验表明,新阈值函数可有效地抑制噪声,去噪后的信噪比和均方根误差均优于传统小波阈值函数,具有较高的实用价值.     

基于改进小波包阈值降噪的滚动轴承故障分析

具有非平稳特性的滚动轴承振动信号易受到外界噪声干扰,且传统的小波包硬、软阈值函数降噪方法无法根据信号中的噪声干扰情况自适应调节。因此,提出一种基于排列熵的改进小波包阈值降噪方法,并与自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEMDAN)相结合进行故障信号分析。首先,对采集的滚动轴承故障信号进行改进小波包阈值降噪处理,然后将降噪信号进行CEEMDAN处理,分解得到一系列固有模态分量(IMF),根据相关系数选择IMF,并作包络谱分析。最后对滚动轴承实际振动信号的故障分析,证明了此方法的有效性。     

一种改进的形态-小波阈值降噪方法

现场采集的旋转机械振动信号中一般存在强脉冲干扰和白噪声,小波阈值滤波对白噪声的滤波效果好,但对脉冲干扰的滤除效果不佳,而形态滤波虽然可以有效地剔除脉冲干扰,但不易滤除白噪声。针对这些问题,提出了一种基于形态滤波和改进的小波阈值滤波相结合的综合滤波方法。该滤波方法结合了两种滤波方法的优点,能够同时有效地滤除旋转机械振动信号中的脉冲干扰和白噪声。通过仿真信号和现场采集的转子振动信号进行了实验验证,结果表明,形态滤波与改进的小波阈值滤波相结合的滤波方法很好地滤除了转子振动信号中的噪声成分,进而提取出淹没在噪声中的转子振动信号。     

An intelligent fault diagnosis method based on wavelet packer analysis and hybrid support vector machines

In this paper, a new intelligent method for the fault diagnosis of the rotating machinery is proposed based on wavelet packet analysis (WPA) and hybrid support machine (hybrid SVM). In fault diagnosis for mechanical systems, information about stability and mutability can be further acquired through WPA from original signal. The faulty vibration signals obtained from a rotating machinery are decomposed by WPA via Dmeyer wavelet. A new multi-class fault diagnosis algorithm based on 1-v-r SVM approach is proposed and applied to rotating machinery. The extracted features are applied to hybrid SVM for estimating fault type. Compared to conventional back-propagation network (BPN), the superiority of the hybrid SVM method is shown in the success of fault diagnosis. The test results of hybrid SVM demonstrate that the applying of energy criterion to vibration signals after WPA is a very powerful and reliable method and hence estimating fault type on rotating machinery accurately and quickly.     

基于EMD阈值方法的轴承故障振动信号去噪

针对随机噪声信号影响对有用信息的获取,提出了EMD分解阈值去噪方法,将小波阈值去噪原理应用于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）中。首先对实际含噪信号进行EMD分解,根据分解后得到的内蕴模态函数（Intrinsic Mode Function,简称IMF分量）,采用自适应阈值去噪,进行信号重构,得到消噪后的信号,获取有用信息。将该方法应用于实际工程故障振动信号中分析研究表明,该方法可以获得较高的信噪比,能够对实际信号进行有效的故障特征频率提取,降噪后比降噪前的诊断效果更明显。     

基于CEEMD和改进小波阈值的机械密封声发射信号降噪方法

声发射作为一种无损检测结束被广泛应用于多个领域,针对声发射信号难以从背景噪声种分离的问题,提出了一种基于互补集合经验模分解（CEEMD）与改进小波阈值相结合的降噪方法。首先对声发射信号进行CEEMD分解,通过峰宽占比确定信噪分量分界点,对噪声分量进行改进的小波阈值降噪,将降噪后的分量与其余分量进行信号重构得到最终降噪结果。通过仿真信号和机械密封声发射实验信号论证了本文方法相较于传统小波降噪和CEEMD强制降噪更有效。     

基于奇异值差分谱分析和蚁群算法的小波阈值降噪

针对传统小波阈值去噪阈值选取的问题,将奇异值差分谱的方法与蚁群算法相结合运用到小波阈值降噪中,提出一种小波系数双阈值寻优方法.首先将待处理含噪信号进行多尺度小波分解;之后根据每级信号小波系数的奇异值差分谱分析得到寻优的目标函数;然后根据目标函数利用蚁群算法在每级的小波系数上进行阈值寻优;最后重构经过最优阈值量化规则处理的小波系数得到降噪信号.通过对仿真信号的降噪处理表明本方法对不同特点信号的降噪效果要好于传统阈值降噪方法;对滚动轴承以及深沟球轴承的振动故障信号的降噪处理验证了方法的可行性和适用性.     

基于谐波小波包的旋转机械故障诊断新方法

针对旋转机械的故障振动信号通常为复杂的动态非平稳信号,提出一种基于谐波小波包和Elman神经网络的故障诊断新方法。应用谐波小波包对信号进行分解,提取倍频能量特征向量,代入Elman神经网络,实现故障分类。通过试验分析及与BP网络的诊断结果对比,表明该方法在旋转机械的故障诊断方面具有显著优势。