基于最小二乘支持向量机的故障诊断方法*

提出了一种小波包分析与最小二乘支持向量机相结合的机械设备故障诊断模型.首先对故障信号功率谱进行小波分解,简化了故障特征向量的提取,然后采用最小二乘支持向量机进行故障诊断.在该模型中,用二次损失函数取代支持向量机中的不敏感损失函数,将不等式约束条件变为等式约束,从而将二次规划问题转换为线性方程组的求解,并提出对核函数的σ参数进行动态选取.仿真结果表明:该模型可以取得较高的故障诊断准确率.     

降水和植被变化对龙川江径流量的影响

基于龙川江大峡谷进出口水文控制站楚雄站和小黄瓜园站的长系列水文资料和流域森林盖度变化资料,结合小波分析方法,对降水、植被与径流量变化间相互关系以及径流量各时间尺度准周期变化的本质和形成机制进行了研究。结果表明:研究区降水量序列存在2 a、4 a和14.5 a左右的主周期,径流量序列具有2 a、4 a、6 a和22 a左右的主周期;其中径流量低频振荡所反映的是总径流中来自于壤中水径流和存在于裂隙中的地下水径流的准周期变化,而高频振荡反映的是总径流中来自于地面径流的准周期变化;径流量的年内变化和年际高频振荡主要是由降水量变化所引起的,而径流量序列6 a和22 a的主周期是由土壤和裂隙对降水量序列4 a和14.5 a的主周期滞后放大作用所形成的,径流量序列4 a的主周期是由干热河谷特殊自然地理环境所形成的;径流量与降水量间相互关系在1969年左右发生了突变     

一种基于小波变换的非均匀量化索引调制水印算法

为了提高数字水印的稳健性与不可见性,将图像小波变换与量化索引调制算法相结合,提出了一种基于小波变换的非均匀量化索引调制数字水印算法。该算法对原始图像进行离散小波变换,将中频小波系数分成3×3的系数子块作为水印载体,对子块的系数均值采用非均匀量化索引调制,实现二值水印的嵌入。根据人类视觉特性,不同的系数子块采用不同的量化间隔并自适应于子块内相邻系数的差值。实验结果表明,该算法透明性好,安全性高,对高斯白噪声、剪切、滤波以及JPEG压缩等常见攻击具有较强的稳健性。     

桥梁健康监测中损伤特征提取的小波包方法

针对桥梁健康监测中结构损伤识别的特点,从模式识别的角度提出和分析了损伤特征提取问题.阐述了基于小波包分析的两种节点能量特征提取的方法.为了研究小波包系数节点能量和小波包信号成分节点能量对损伤信息进行特征提取的差异,通过对随机荷载激励下的连续梁进行数值模拟,得到了结构未损和损伤状态下的加速度时程信号.应用小波包变换,对不同结构状态下的加速度信号分别提取了两种小波包节点能量特征,并对它们作为结构损伤特征指标的敏感性进行了比较.认为两种特征指标的敏感性相差很小,而小波包系数节点能量特征指标的计算效率更高,更适合桥梁健康监测中损伤特征提取的要求.     

基于SWT的GIS电压互感器二次侧干扰分析

特快速暂态过电压（VFTO）是气体绝缘变电站（GIS）中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1 000 kV GIS的电压互感器（PT）二次侧共模干扰进行现场实测。接着,对比了5种时频分析方法的性能,采用其中性能较优的同步压缩小波变换（SWT）对实测波形进行了时频分析。实测结果表明：PT二次侧的共模干扰电压峰峰值最高可达9.65 kV。微脉冲的时频分析结果表明：7.8 MHz频率分量幅值高,且贯穿波形的始终,是PT二次侧干扰的主导频率分量。该分析结果可为GIS中二次设备的电磁抗扰度测试和电磁防护设计提供参考。     

基于连续小波变换的电力系统动态稳定综合评估

提出一种基于连续小波变换的电力系统主导振荡模式、振荡模态、参与因子及同调机群的综合评估方法.首先,借助小波变换实现电力系统多通道广域量测信息的时频域分解,获取各量测通道对应的小波系数矩阵;针对各小波系数矩阵,通过小波功率谱甄别与系统主导振荡模式强相关的关键小波系数向量;然后,利用关键小波系数向量估计系统主导振荡模式的振荡频率和阻尼比;在此基础上,借助交叉小波变换,估计各主导振荡模式下系统的振荡模态;进一步地,根据估计得到的振荡模态,估计系统各量测通道的参与因子和同调机群构成,实现基于连续小波变换的电力系统动态稳定综合评估.利用所提方法对16机68节点测试系统的仿真数据和实际电网的广域实测数据进行分析,结果验证了所提方法的有效性和可行性.     

基于小波变换的鼓泡塔内气液两相湍流多尺度结构分析

在φ476 mm的鼓泡塔内,以0.1～1 m·s-1的高气速,利用Pavlov管测量塔内不同位置液相轴向速度,通过能谱分析发现,在空间区域上采用该方法测得的速度时间序列可分为含能尺度区和惯性子区,再借助7尺度Daubechie2小波分析的方法实现湍流量化指标如局部间歇性测度、间歇指数、尺度能量、涡旋尺寸等的评估.实验结果表明,高频和低频尺度下LIM峰分布表明湍流相干结构和大涡旋与小涡旋串级结构的存在.各小波尺度能量的比较说明,气速增大,高频和低频尺度的能量均增大,其中,含能尺度区间的能量占总能量的97%以上.不同尺度涡旋尺寸的计算证实了接近于塔内径最大涡旋的存在.进一步分析表明,塔壁处的涡旋尺寸约为塔中心处的2倍,含能尺度区间的涡旋尺寸为0.03～0.35 m,气速对涡旋尺寸的影响可以忽略.湍流量化指标的分析有助于揭示湍流中的隐含结构以及高气速下鼓泡塔内湍流流动规律.     

基于小波变换的地震数据混合编码压缩算法研究

随着地震勘探研究的不断深入,地震资料的处理和解释量也越来越庞大,其中数据的冗余量也比较大。对这些数据进行合理的压缩处理已经成为一个重要的课题,本篇文章根据多分辨分析思想,用小波变换对地震数据进行多级分解得到多个子带,然后对每个子带做不同策略的量化和编码处理,仿真结果表明,这种压缩编码算法,既能得到期望的压缩比,而且压缩后的地震数据所带来的误差比单一的编码压缩算法要小很多。     

A composite numerical scheme for the numerical simulation of coupled Burgers’ equation

In this work, a composite numerical scheme based on finite difference and Haar wavelets is proposed to solve time dependent coupled Burgers’ equation with appropriate initial and boundary conditions. Time derivative is discretized by forward difference and then quasilinearization technique is used to linearize the coupled Burgers’ equation. Space derivatives discretization with Haar wavelets leads to a system of linear equations and is solved using Matlab7.0. Convergence analysis of proposed scheme exhibits that the error bound is inversely proportional to the resolution level of the Haar wavelet. Finally, the adaptability of proposed scheme is demonstrated by numerical experiments and shows that the present composite scheme offers better accuracy in comparison with other existing numerical methods.     

参数化的Deslauriers-Dubuc插值小波——构造及图像编码性能分析

研究了采用提升构造具有任意偶数阶消失矩, 满足对称性, 且仅用一个自由参数表达的 Deslauriers-Dubuc (D-D)双正交插值小波. 首先,采用多相矩阵理论推导出了此类小波存在的条件; 然后,给出了对应小波滤波器和插值小波变换的构造算法. 采用算法具体构造了分别具有消失矩对(4, 2)、(4, 4)、(6, 2)以及(6, 4) 等4类一参数表达的D-D插值小波; 最后, 以自由参数为自变量, 根据编码增益准则, 优化设计了4种用于图像编码的插值小波, 其滤波器系数全为二进制分数, 可实现非乘法运算的离散小波变换(Discrete wavelet transform, DWT). 系统分析表明, 两种小波的压缩性能超过CDF-9/7小波, 对于纹理图像, PSNR增益达到0.44.dB, 并且计算复杂度可降低17%以上. 实验同时表明, 新小波的重构图像具有更好的主观可视质量.