局部特征尺度与小波阈值协同下密封摩擦面AE信号降噪研究

针对机械密封低速阶段存在信号内源耦合与外部干扰因素的共性问题,提出了信号局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition, LCD)与小波阈值协同降噪方法。基于局部特征尺度分解结合小波阈值方法与声发射信号降噪的信息映射关系,建立了互相关系数对含噪分量识别机制,将纯净分量和降噪后的含噪分量进行重构,实现信号降噪,并搭建了机械密封声发射测试台,试验结果表明,LCD-新阈值降噪方法降噪效果优于LCD强制降噪和小波阈值降噪,LCD-新阈值降噪的信噪比分别比LCD强制降噪和小波阈值降噪高出20%和23%。从而证明基于局部特征尺度下密封声发射信号协同小波阈值的降噪技术维持了信号的可用性,保障信号故障特征,为进行机械密封全生命周期管理奠定了理论基础。     

基于二次相关加权阈值的滚动轴承声发射信号小波包降噪算法研究

针对滚动轴承疲劳损伤初期声发射信号微弱而易湮没于噪声中难以有效检测的问题,提出一种基于二次相关加权阈值的声发射信号小波包降噪算法。通过计算原始信号各小波包分解成分自相关函数与噪声自相关函数的互相关系数(二次相关),对"3σ"阈值加权得到小波包分层阈值,实现对声发射信号的降噪。仿真分析与实测声发射信号分析表明,该方法能够有效去除干扰噪声,凸显声发射冲击信号。     

改进小波阈值函数和ACEWT方法的滚动轴承故障声发射信号特征提取EI北大核心CSCD

针对滚动轴承早期故障声发射信号受复杂传递路径和噪声的干扰,声发射信号信噪比较低,导致轴承故障特征难以提取的问题,提出了改进小波阈值函数-ACEWT的轴承故障特征提取方法。由于声发射信号呈冲击性与快速衰减的特点,构建一种衰减正弦型与指数型的小波阈值函数对低信噪比的声发射信号进行降噪。研究自相关运算与经验小波变换结合的方法(autocorrelation and empirical wavelet transform,ACEWT),用于滚动轴承故障声发射信号特征提取,解决了在低信噪比下经验小波变换对轴承故障特征提取的不足;引入经验小波能量比-熵指标,选取最优经验小波系数。通过与经验小波变换、改进小波阈值函数-EWT和MCKD-EWT方法进行对比研究,并试验验证。仿真和试验结果表明,所提方法明显优于经验小波变换、改进小波阈值函数-EWT和MCKD-EWT方法,可准确提取轴承故障声发射信号的频率特征。     

基于小波包和LMS自适应降噪的柴油机振动诊断

由于柴油机振动信号的特征频带和噪声频带存在重叠现象,利用小波阈值消噪时难以选取合适的小波阈值,针对该问题提出一种基于小波包的LMS自适应滤波降噪方法。该方法将小波包与LMS自适应滤波相结合,首先利用小波包变换对信号进行多层分解,然后以噪声干扰对应尺度上的第一层“细节”分量及最大分解尺度上的逼近分量重构信号,将重构后的信号作为LMS自适应滤波器原始输入信号,再以小波包最大分解尺度上的高频细节信号作为自适应抵消器的参考输入信号,进行LMS自适应滤波降噪处理。仿真计算和工程应用表明,该方法参数设置较少,易于控制,不涉及小波阈值降噪中阈值的选取问题,对比试验信号的分析验证了方法的有效性,将该法应用在柴油机振动诊断中提高了故障识别率。     

基于CEEMDAN-IAWT方法的滚动轴承振动信号降噪EI北大核心CSCD

针对滚动轴承振动信号中混入噪声的问题,设计一种自适应白噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)结合改进自适应小波阈值(improved adaptive wavelet threshold,IAWT)的联合降噪法。使用CEEMDAN对信号进行模态分解得到本征模态函数(intrinsic mode functions,IMFs);将得到的IMFs与原信号进行相关性分析识别有效分量;针对小波阈值(wavelet threshold,WT)降噪算法不能自适应选取小波基和分解层数以及阈值函数存在缺陷的问题,设计了IAWT算法,利用IAWT算法过滤IMFs中的噪声;将处理后的IMFs进行信号重构。利用设计的联合降噪算法对仿真信号和试验台信号处理可知,相比于WT,使用IAWT处理后的信号信噪比提高了约0.5 dB,与原信号的相关系数提高了约0.03,均方根误差降低了约0.01;将设计的方法与CEEMDAN-WT等方法对比可知,经处理后的信号信噪比至少提高了1.37 dB,且信号特征保存完好。     

基于小波变换的金刚石单晶生长声发射信号的降噪分析

依据小波变换的基本原理和方法,采用阈值降噪法对高温高压条件下金刚石单晶生长过程的声发射信号进行了小波降噪处理。结果表明:采用小波阈值降噪法能较好地消除金刚石单晶生长过程中声发射信号中的噪声,而且还保证了本身的声发射特性没有被破坏,从而可以更加准确地分析金刚石单晶的生长过程。     

基于改进小波阈值函数的安全阀排放声信号降噪

在安全阀测试中,安全阀排放声信号是检验阀门是否合格的重要信息来源。鉴于安全阀排放声信号易受到周边机械系统噪声的干扰,影响测试的准确性,利用指数型函数的衰减特性,提出一种改进的自适应小波阈值降噪方法。在不同尺度上根据小波分解的噪声水平自适应的选取最佳阈值;构建一种在阈值处连续的阈值函数,引入调节因子,优化了传统阈值函数过度降噪、不连续等缺陷。采用该方法分别对仿真信号与安全阀实测信号进行降噪分析,并与传统小波阈值降噪、低通Butterworth滤波降噪进行对比。结果表明该方法降噪效果更好,验证了改进降噪方法的有效性。     

基于双树复小波包的发动机振动信号特征提取研究

针对柴油机缸盖振动信号的特征提取问题,提出了一种基于双树复小波包变换和自适应块阈值降噪的标准化相对能量提取方法,双树复小波包利用并行双树实小波变换分解系数达到信息互补,从而获得近似平移不变性和减少了信息的丢失.自适应分块阈值能够随所分析的信号自适应估计最优阈值,达到更好的降噪效果,同时引入消除频率混叠的算法,抑制了双树复小波包分解过程中虚假频率的产生.仿真信号和试验分析该方法能够更有效地消除噪声影响,所提取的相对能量特征具有更好的可区分度.     

自适应冗余提升小波降噪分析及其在轴承故障识别中的应用

为有效识别机械设备中滚动轴承的微弱故障信息,本文提出一种自适应冗余提升小波降噪方法。根据待分解低频尺度系数所含的不同特征,应用范数准则来自适应地选取最匹配于该尺度系数特征的小波函数。同时,引入多孔算法,用以通过冗余性来保证逐层分解后各尺度系数和小波系数所含有的丰富的信息量。接下来,对各层小波系数采用变尺度阈值降噪算法,并对降噪后的系数进行重构及包络谱分析,进而提取滚动轴承的故障特征。应用上述方法分别对轴承实验台轴承混合故障信号和现场实际信号进行分析,均较好地实现了故障识别,验证了本文方法的有效性。     

基于小波包分析的拉索损伤声发射信号特征提取

结合显式有限元和小波包分析技术开展了拉索损伤声发射信号特征提取的仿真分析。采用ANSYS/LS-DYNA模拟得到拉索损伤声发射信号的仿真信号,基于小波包能量谱对拉索声发射的有限元仿真信号进行了特征提取,从小波包分解层次、特征频带数量的选择及特征参数的噪声鲁棒性三个方面开展了讨论分析。结果表明:(1)通过选择适当的小波包分解层次,小波包能量谱可以精细地反映信号的特征;(2)选取少数特征频带就能使得小波包能量谱反映声发射信号的特征信息;(3)基于小波包能量谱的特征参数具有良好的损伤敏感性及噪声鲁棒性,能在强噪声影响下实现对拉索不同损伤类型的判别。     

自适应小波降噪在轴承故障诊断中的应用

针对轴承振动的非平稳性特点和频谱成分的混杂性,提出了基于小波的信号自适应阈值降噪法。自适应阈值降噪法首先对信号进行离散正交小波多层分解,对分解后的各层细节系数中模小于某阈值的系数进行处理,然后将处理完的小波系数再进行反变换,重构出经过降噪后的信号。用仿真信号进行降噪处理,结果表明:通过选择合适的小波基和阈值选择规则,可以实现信号的完美降噪;实测轴承振动信号用小波降噪方法进行预处理,提高了信噪比,进一步作频谱分析得到了故障特征信息,为诊断决策提供了依据。     

压力容器声发射检验中信号去噪研究

压力容器作为工业系统中的重要设备,其安全运行直接影响工业生产的安全性.通过定期对压力容器进行声发射信号检测,可及早发现设备缺陷,保障安全生产.由于压力容器检验现场各种噪声普遍存在,导致采集的声发射信号严重失真甚至淹没在噪声信号中.通过研究小波阈值去噪,自适应滤波原理,采用小波-自适应联合滤波,进行含噪信号去噪处理.     

分层自适应小波阈值轴承故障信号降噪方法

针对轴承振动信号易受到噪声干扰的问题,提出了一种分层自适应小波阈值降噪方法。首先将轴承振动信号进行小波分解,获得各分解层的小波系数;之后保留低频信号的小波系数,对高频信号的小波系数进行分层自适应阈值处理;最后将阈值处理后的小波系数进行小波重构,得到降噪后的信号。通过构建一种在阈值处连续且在小波域内可导的分层自适应阈值函数,可以改进传统阈值函数重构偏差和过度降噪的缺陷。轴承故障仿真信号的降噪实验结果表明,该方法的信噪比和均方根误差均优于其他方法,有更好地降噪效果;机械故障模拟实验台的轴承故障信号降噪实验结果表明,该方法在降噪的同时保留了更多的故障信息,能够有效提升故障诊断率,更有利于轴承故障信号的降噪。     

基于小波变换降噪的声发射源定位方法

选取最优小波基对声发射信号进行小波变换降噪处理,采用阈值法确定不同传感器接收声发射信号时间以提高各向异性材料中声发射源定位精度。在钢板和木板上进行断铅模拟声发射源实验,利用Geiger算法分别计算出降噪前后的声发射源定位结果以验证该定位方法的有效性。结果表明该定位方法能有效减小噪声信号的影响,提高各向异性材料中声发射源定位精度。采用该定位方法对氧化铝陶瓷试件压缩破坏过程中的声发射源进行定位,定位结果有效地反映了材料内微裂纹产生和扩展而导致试件破坏的动态过程。     

基于小波包变换的汽车发动机降噪方法研究

利用小波包变换理论及小波包降噪原理,对汽车发动机含有噪信号进行小波包降噪,有效的提取其中的信号特征.通过对降噪后残差的频谱分析和统计量分析,得到噪声信号的特征频率.通过计算机仿真和实例分析对小波包降噪方法进行验证,表明小波包分析在汽车发动机降噪中有效性.     

小波阈值降噪技术在振动信号处理中的应用

通过对转子不对中故障信号的模拟仿真,用小波阈值降噪法消噪,分析比较几种不同小波函数降噪的效果,对比默认阈值方法与自适应阈值消噪方法的降噪效果,结果表明,自适应阈值比默认阈值更具有可信度.     

基于双树复小波的重叠块阈值降噪方法

针对机械早期故障信号受到强背景噪声影响导致故障特征不明显的问题,提出一种基于双树复小波包的重叠块阈值降噪方法。利用有限冗余双树复小波包变换对信号进行具有平移不变性的稀疏分解,结合双树复小波包变换系数所具有的稀疏集簇和邻域相关性特点,建立重叠块阈值估计模型,通过最小化包含块稀疏模型的适应度函数获得估计信号,分析了重叠块阈值降噪各参数对降噪效果的影响和参数优化原则,仿真与实测信号实验结果表明,该方法在不同信号和不同噪声水平下均有效地抑制了噪声干扰,提高了信噪比。     

新型盾构刀具检测技术

针对声发射信号研究中声发射的有效信号特征如何区分、如何利用声发射多特征信息进行状态评判问题,以盾构岩机作用试验平台为研究背景,采集不同磨损程度的盾构滚刀声发射信号,将自适应滤波降噪及声发射检测结合用于盾构刀具检测;利用信息熵多特征融合技术评估刀具状态建立信息熵刀具磨损状态评估曲线,据刀具多特征融合后的信息熵及刀具磨损状态数据库可清楚了解盾构刀具磨损状况。     

CEEMDAN 小波包联合降噪的优化方法

针对实测隧道爆破振动信号降噪效果不理想的问题,引入多尺度排列熵的概念,用来筛选含噪明显的本征模态分量,并结合SG（savitzky-golay）平滑滤波方法提出了一种完备的自适应噪声经验模态分解（CEEMDAN）和小波包联合降噪的优化方法,通过信噪比(SNR)、均方根差(RMSE)、相关系数、自相关系数对仿真实验和实测信号处理结果进行对比分析。结果表明,CEEMDAN 小波包联合降噪优化方法提高了信号降噪效果,且有效保留了原始信号中的特征信息,可以应用到类似爆破振动信号的降噪处理中。     

小波域降噪方法及其在历史音频保护中的应用

提出基于小波包变换的自适应多阈值音频降噪法,从小波包最佳分解树的各个终端结点选择不同的最佳阈值。而最佳阈值的选取是基于贝叶斯理论,并且采用折中阈值函数。实验和应用表明,相比小波包全局阈值降噪算法,此种降噪方法能使降噪后的音频保留尽可能多的原始音乐信号,较好地适合听众的听觉效应,满足历史音频资料数字化保存的需要。