基于VMD-SSA的埋地输气管道泄漏声波信号降噪研究

针对埋地输气管道泄漏声波信号沿土壤介质传播过程中易受噪声干扰的问题,提出基于变分模态分解结合奇异谱分析的联合降噪方法。先对含噪信号进行VMD分解,并根据能量熵分布图重构去除高频噪声。再对余下含中低频噪声的信号分量进行SSA分析,结合奇异值差分谱和能量贡献选取最优奇异值重构得到最终降噪信号。实验结果表明,相较于小波阈值、变分模态分解等降噪方法,改进方法降噪前后信噪比均增量提高27.1%,均方根误差均减量提高13.8%,是一种更有效的降噪方法。     

基于奇异值分解和经验模态分解的航空发动机健康信号降噪

提出了一种基于奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)和经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的信号降噪方法。首先采用EMD方法对原始信号进行分解并提取出信号趋势分量。然后对信号剩余部分采用SVD方法降噪,并根据奇异值差分谱方法自适应选择奇异值进行信号重构。最后将重构后的信号与趋势分量叠加得到最终的降噪信号。采用该方法对模拟信号和实际航空发动机健康信号进行了降噪试验,结果表明:该方法能够准确地选择用于重构信号的奇异值,并能够有效地去除信号噪声。     

基于LMD-SVD的微震信号降噪方法研究

作为一种3维、实时的监测手段,微震监测通过分析岩体破裂产生的微震信号,评估工程岩体的稳定性,为工程建设和人员安全提供预警。然而,工程现场情况复杂,采集微震信号时通常会混入一定程度的噪声,影响后续微震信号的分析工作。针对这一问题,提出一种基于局部均值分解（local mean decomposition,LMD）和奇异值分解（singular value decomposition,SVD）的LMD-SVD联合降噪法以降低噪声干扰。该方法首先使用LMD分解,获得一系列由高频到低频分布的乘积函数（product functions,PF）;通过计算原始信号与各个PF分量之间的相关系数,确定含噪信号与有效信号之间的分界位置,将分界分量之前的分量剔除,实现初步降噪。然后,针对LMD分解结果中的残留噪声,使用SVD法,以加权能量贡献率（percent of contribution to total energy,PCTE）作为奇异值阶数的确定方法,对分界PF分量进行降噪处理,实现二次滤波。通过上述处理,最终实现微震信号降噪。在仿真实验中,对于同一带噪的Ricker子波,分别使用经验模态分解（empirical mode decomposition, EMD）、LMD、LMD-SVD这3种方法进行降噪处理。其降噪前后信号的信噪比、波形图及频谱图对比结果表明LMD-SVD是一种更好的降噪方法。此外,对于白鹤滩水电站左岸地下厂房的微震监测系统所采集的信号,运用LMD-SVD对含噪微震信号进行降噪处理,表明本文方法能够有效地去除微震信号中的高频噪声,为后续微震分析工作提供帮助。     

基于WT-SVD的汽车噪声抑制方法仿真

为了有效抑制汽车智能导航接收过程中音频信号里的汽车噪声,提出了一种基于小波变换和奇异值分解结合的双层滤波降噪方法,实现了对含有汽车噪声的接收信号信噪比的提高.先利用小波变换针对带噪音频进行滤波,然后对滤波后的带噪音频进行奇异值分解降噪.在此过程中针对含噪语音过长而无法直接进行奇异值分解,采用了分段处理方法;同时,为解决有效秩分离阶数确定的问题,使用奇异值方差法确定分离阶数.仿真实验结果表明,该方法简单易行,比传统音频降噪方法的增强性能更强,具有更好的效果和应用价值.     

基于奇异值分解的雷达微小目标检测方法

提出了一种强杂波环境下雷达微小目标的检测方法。该方法以奇异值分解理论为基础,利用奇异值一阶、二阶差分谱进行奇异值选择,通过奇异值逆变换将雷达回波信号分解成不同的成份,从而实现杂波抑制和小微目标凸现。试验表明:该方法能有效抑制杂波,平均提升信噪比7 dB左右。     

基于改进MED-SSD的齿轮箱复合故障诊断方法

针对齿轮箱在强噪声环境下复合故障信号微弱、故障特征难以提取等问题,本文提出了一种改进的最小熵反褶积(MED)与奇异谱分解(SSD)结合的方法。首先,构建边际功率谱峰度指数(MPSK),利用MPSK对MED进行参数优化;为弥补SSD的不足,将改进的MED作为SSD的前置滤波器;然后利用相关系数分析法选择有意义的奇异谱分量(SSC);最后对信号进行频谱分析,确定具体的故障模式。采用仿真信号与齿轮箱试验台的复合故障信号对所提方法进行了应用,验证了方法的有效性和优越性。     

基于方差和谱熵结合的语音端点检测方法

针对传统方法在低信噪比条件下的检测结果无法较好地满足需要,提出了将语音信号小波包BARK子带方差和谱熵二者相结合的新端点检测方法.首先对带噪语音采用多窗谱估计谱减法降噪,然后利用小波包分解构成BARK子带,求出每帧信号的BARK子带方差均值和谱熵值,最后用方差值除以谱熵值,将二者的比值作为双门限检测法的参数进行端点检测...     

利用最大Lyapunov指数检验混沌时序降噪效果

结合混沌时间序列的几何结构,提出了用最大Lyapunov指数特征量作为判别去噪效果好坏的指标,检验奇异谱降噪算法对混沌时间序列的有效性.通过对几个经典混沌系统的分析,结果表明奇异谱降噪算法对某些离散混沌系统是失效的,而对于一些连续混沌系统是有效的.     

信号稀疏分解降噪在DOA估计中的应用

提出了一种基于稀疏分解的阵列信号降噪方法。该算法是通过匹配跟踪（MP）的稀疏分解对阵列接收信号进行降噪,然后结合一般的MUSIC算法实现DOA估计。首先将对阵列接收数据分阵元通道独立进行基于MP分解的降噪处理,在不改变阵列流型的前提下,达到了对阵列信号降噪的效果,且在实际算法中分析了MP分解迭代终止阈值的确定。通过仿真分析证实了信号MP分解降噪的方法应用于DOA估计中的可行性。仿真结果显示,在低信噪比环境中,基于MP分解降噪后的MUSIC估计方法取得了更好的估计性能,因此证实了该算法的有效性。     

基于改进延伸奇异值分解包的滚动轴承故障诊断

针对延伸奇异值分解包算法中依靠经验设定参数的问题,提出了一种可自适应设定参数的改进延伸奇异值分解包算法。该方法利用信号的关键函数对其频谱趋势进行估计,以此实现原算法中2个重要参数——分解精度和分解层数的自适应设定。引入了时域负熵指标,在实现信号自适应分解的同时,可对分解分量进行降噪处理,提高分量的信噪比,为之后的特征提取和故障诊断奠定基础。仿真信号和实验结果均表明该方法能有效地提取振动信号中的故障特征,实现滚动轴承的故障诊断。     

Stewanrt平台的运动奇异性与力奇异性研究

Stewart平台运动时,平台可能发生运动奇异性和力奇异性。通过对平台运动方程Jacobian矩阵和力平衡方程Jacobian矩阵的分析,给出了两Jacobian矩阵的元素、行列式和条件数之间的联系,并对比了两种奇异面方程。数学分析与实例说明,Stewart平台的运动学第三类奇异性与力的奇展示性同时发生。     

平面铰链五杆机构的奇异性研究

推导了平面铰链五杆机构的雅可比矩阵,得出机构处于奇异位置时的姿态,并给出了避免五杆机构奇异的方法:当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)=0时,可使规划的轨迹远离工作空间的边界,避免该种奇异;当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)→∞时,可选择合适的机构尺寸、合适的机构位姿形式或使规划的轨迹不通过奇异轨迹避免机构奇异.开发了五杆机构奇异轨迹的仿真软件,为五杆机构的设计提供了依据.     

关于平面 n 次系统奇点指数为1的有限奇点的上界问题的讨论

通过具体例子,证明了平面n次系统奇点指数为1的有限远奇点个数的上界不小于(1/2)n(n+1)。为解决Hilbert第十六问题作了必要和基本的工作。     

Gough-Stewart机构Hunt奇异位形的判定

对 Gough-Stewart机构的结构参数和支腿长度与机构的奇异性关系进行研究.针对3-3、6-3、6-6Gough-Stewart机构发生Hunt奇异时的位形特点,导出了发生Hunt奇异时结构参数和支腿长度所需满足的关系式.将该关系式作为一个判定公式,判断给定几何结构参数和支腿长度的Gough-Stewart机构是...     

轴对称问题边界积分方程的数值处理

对边界积分方程的的数值处理一直是力学工作者探讨的问题。本文对具有轴对称问题边界积分方程进行离散及对奇异性的处理，使边界元法的求解更精确，同时，它又具有一般性。     

关于拓扑优化中最优解“奇异”现象的讨论

本文指出了桁架结构拓扑优化中存在的最优解“奇异”的现象，对其出现的原因进行了剖析，通过简单的数值算例，说明了当前的一些拓扑优化方法均不能克服最优解“奇异”这个难点。     

轴对称弹性体边界积分方程的奇异处理

边界积分方程的奇异性处理一直是力学探索的问题，对轴对称弹性体边界积分方程进行离散，并对奇异性问题进行了分析，使边界元法的求解更精确，同时，给出了算例。     

含有楔型弹性夹杂材料的奇异性分析

基于位移函数ψ＝ｒ＾２－δｆ（θ）,研究了平面应变情况下两种不可压缩材料界面处的奇异性问题。通过研究发现,奇异性指数δ不仅与材料性质有关,而且与其几何参数有关,经位移函数,我们还可求得该问题的位移场和应力本征场。最后本文用所得结果与已有文献结果作比较,从而验证本方性的正确性,本方法公式推导简单,是这类问题分析的新方性。     

单材料V型切口尖端应力奇异性问题分析

从建立单材料V型切口问题的微分方程着手,采用数值分析的方法,研究了切口问题的弹塑性应力奇异性和切口尖端附近应力场,提出了解决该微分方程的可行方法.讨论切口的几何参数和硬化指数以及切口两边的约束条件及切口角度对应力奇异性的影响,提出了估算应力奇异性的近似表达式.     

幂硬化粘塑性材料动态扩展裂纹尖端的渐近解

采用弹性-粘塑性本构模型,对幂硬化粘塑性介质中反平面剪切动态扩展裂纹尖端的应力、应变场进行了渐近分析,给出了反平面剪切动态扩展裂纹尖端场的渐近方程.分析结果表明,在裂纹尖端应力具有(In(R/r))~(1/(n-1))的奇异性,应变具有(In(R/r))~(n/(n-1))的奇异性.从而本文揭示了幂硬化粘塑性材料反平面剪切动态扩展裂纹尖端场的渐近行为.