铁路桥梁横向振动位移信号基于小波分析的数字滤波

对桥梁横向振动位移信号进行可靠的后处理,提取所需要的信息是桥梁振动试验数据处理的技术关键。必须掌握各种数字滤波方法的原理及其适用条件。通过实例说明小波分析特别适用于非稳态信号的滤波与消噪处理,在桥梁振动信号分析领域具有良好的发展前景。     

铁路桥梁横向振动位移信号基于小波分析的数字滤波

对桥梁横向振动位移信号进行可靠的后处理,提取所需要的信息是桥梁振动试验数据处理的技术关键.必须掌握各种数字滤波方法的原理及其适用条件.通过实例说明小波分析特别适用于非稳态信号的滤波与消噪处理,在桥梁振动信号分析领域具有良好的发展前景.     

不同岩性对岩石超声波信号时频特征的影响

为研究超声波在不同岩性岩石中的传播规律,文中利用非金属超声波仪对岩石试样进行测试,采用傅里叶变换对超声波信号进行频谱分析,得到了岩石密度和岩石回弹值、岩石纵波速度、超声波信号主振频率、动弹性模量之间的关系。研究结果表明：岩石的回弹值、纵波速度、主振频率、动弹性模量均与岩石密度存在显著的相关性。岩石的回弹值、纵波速度以及动弹性模量随岩石密度的增加而不断增加,岩石超声波信号的主振频率随岩石密度的增加反而逐渐减小。对于实际工程应用,根据给出的拟合关系式可以准确预测岩石的回弹值、纵波速度、主振频率和动弹性模量。     

爆破震动信号的时频分析

针对具体的爆破震动信号,基于短时Fourier变换(STFT)、连续小波变换(CWT)、离散小波变换(DWT)和Hilbert-Huang变换(HHT)进行时频分析比较研究。结果表明:STFT使用的窗函数固定,分辨率单一,其分析结果只能大致反映信号能量随时间的变化;小波变换(WT)以小波基为变换基础,具有多分辨率特点,其分析结果较详细地反映了质点震动强度随时间的衰减起伏变化,但小波谱的能量在频率范围内分布较宽;HHT自适应性强、高效,Hilbert能量谱能清晰地表明能量随时频的具体分布,并且大部分能量都集中在有限的能量谱线上。分析认为HHT是一种全新而更优越的分析与处理爆破震动信号的时频方法。     

用空间分布信号的小波变换识别岩石材料的损伤

以空间分布信号的小波变换技术为基础，提出了一个识别岩石材料损伤的新方法。这个方法的理论基础是：岩石材料的损伤将使得结构的测量信号在损伤部位产生扰动。尽管测量信号中包含着材料损伤的信息，但很难直接从测量信号中发现损伤的确切位置，不过可以从测量信号的小波变换中发现损伤的位置，并用实验验证了这种方法的可靠性，即用声发射实验对含有预制裂纹的圆柱形水泥砂浆试样进行检测，可以得到沿试样轴向不同位置处的初至波幅度，对初至波幅度信号进行小波变换，结果表明，损伤位置与小波系数出现较大扰动的位置相对应，这说明本方法是可行的。     

基于小波变换时频能量分析技术的岩石声发射信号时延估计

声发射源定位技术是根据各传感器接收声发射信号的时差来实现损伤定位的,时延估计精确程度直接影响声发射源定位的精度。首先,在对不同损伤的声发射波形模式和频率识别的基础上,利用小波变换提取相应的单一频率或某一很窄频率段内的波形,并据此实现不同传感器在该频段的时延估计,为声发射源定位提供一个更为科学的方法;然后,使用Hyperion超声波系统,对单轴加载条件下岩石破裂过程中的声发射信号进行监测,并使用仪器自带的定位算法实现声发射源定位;最后,基于小波变换的方法对岩石试样声发射信号的时频能量分布特征进行分析,实现声发射源定位,并将定位结果与试样的真实破裂模式进行比较。试验结果表明,基于小波变换时频能量分析技术有利于减小声发射源定位的误差,从而提高材料损伤定位的精度。     

岩石SHPB试验信号的小波包去噪

根据岩石霍布金逊压杆（SHPB）试验测试信号的高噪声与瞬态非平稳特点，利用小波包分析技术对其进行消噪处理。所得结果与传统方法所得结果比较发现：通常经过应变仪滤波和数据邻值平均法所得的测试结果是不准确的。用能够进行时频多尺度分辨的小波包变换方法进行信号的去噪处理。在揭示信号本身的时频信息的同时，能尽可能不失真地在强噪环境下重现有效信号，将这种方法用于岩石SHPB测试信号的去噪处理，能够得到可靠的结果。     

小波分析在土木工程抗震方面的应用

简要介绍了小波分析的基本理论和其中两种分类,重点介绍了小波分析在土木工程领域抗震方面的应用,这方面研究工作的开展需要对结构分析,小波变换的波形识别和相应理论进行更深入的研究和探讨。     

富水细砂单向冻结超声波时频特性研究

为了掌握富水细砂单向冻结超声波时频参数响应特征,利用NM–4A型非金属声波检测仪,对单向冻结条件下不同冻结锋面位置的富水细砂进行超声波纵波透射试验。利用小波分解、傅里叶变换及连续小波分析等方法,分析局部冻土的声波波形、频谱等参数变化规律。结果表明:(1)由下至上单向冻结的富水细砂土受水分迁移的影响形成3个声阻抗区域:下部冻结富水区、中部冻结水分降低区和未冻水分降低区,单向冻结过程中接收波时频特征一直受到未冻水分降低区散射衰减作用的影响;(2)随着冻结锋面高度增加,局部冻结冻土接收波波形周期数目逐渐增多,但散射衰减作用相比于恒温冻结冻土仍较明显;(3)单向冻结细砂土纵波波速随着冻结锋面高度提升而增加,二者满足三次函数关系,相关性很好;(4)随着冻结锋面高度增加,频谱特征发生变化,最终频谱出现多峰,主频难分辨,频带宽,高频部分所占比例与低频部分基本相同的现象,由此发现单向冻结后期频谱内不同峰值可表征试件内部已出现的特定声阻抗区主频;(5)随着冻结锋面高度增加,冻土散射衰减逐渐减小,尾波由较发育转变为不发育;(6)利用连续小波分析方法可以分析出试件的历史冻结模式:单向冻结冻土主频值位置偏向于...     

小波变换理论及其在岩石声学特性研究中的应用

应用小波变换理论将岩石声波信号分解成不同频带通道的小波分量，然后对各频带信号进行分析，提出了对应力敏感的加权波谱参数；通过对岩石在单轴受荷条件下和劈裂过程中的声波数据的处理，表明加权波谱参数随应力的变化具有极强的规律性。     

岩石声发射信号能量的小波包分析

信号处理是研究岩石声发射技术的关键。岩石声发射信号具有瞬态性和多样性的特点,属于典型的非平稳信号,传统的快速傅立叶变换不适于处理这类信号。本文根据岩石声发射信号的特点,引入小波包分析方法对岩石声发射信号的能量分布特征进行了研究。首先,简略介绍了小波变换与小波包分析的特点;其次,对声发射信号进行了小波包分解和重构,计算出不同频带声发射信号能量,得到了信号在不同频带上的能量分布图;最后,总结了声发射信号的频带能量的分布特征。     

基于小波变换的微差爆破震动信号分离法

采用震波叠加模拟法确定合理的微差延期时间,关键在于能否获取组成实测微差爆破震波的分段震波。基于小波变换的微差爆破震动信号分离法能较好地解决上述问题。首先,利用基于小波分析的时-能密度法,通过从实测爆破震动信号中识别出各段雷管实际的起爆时刻点,得到了爆破中所用雷管的实际延期时间。其次,利用信号时一频转换技术。从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波。最后,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,可以得到微差爆破的较优微差延期时间。以某地下工程爆破震动信号进行分析为例,对本方法的有效性作了检验。     

基于小波变换的时-能密度法优选微差延期时间

在微差爆破工程中,能否顺利实施微差爆破的关键在于确定合理的微差延期时间。首先,利用基于小波分析的时-能密度法,通过从实测爆破震动信号中识别出各段雷管实际的起爆时刻点,得到了爆破中所用雷管的实际延期时间。其次,利用信号时-频转换技术,从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波。最后,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,可以得到微差爆破的较优延期时间。以某地下工程爆破震动信号进行分析为例,对本方法的有效性作了检验。该方法具有较高的理论和应用价值,为系统开展爆破震动危害控制和预测研究奠定了理论和技术基础。     

基于小波分析的结构损伤诊断

综述了目前基于小波分析、统计的小波包特征、以及基于小波包与神经网络等技术对结构进行损伤诊断的3种方法,以及各方法的优缺点及适用范围。     

交通荷载下路面振动响应信号的时频特征分析

本文在简单分析了Fourier变换、短时Fourier变换和小波变换的基础上,以实测的交通荷载路面振动信号为模拟信号,采用小波包对模拟信号进行时频特征分析,并结合Fourier变换,给出了小波包各分解重构信号随时间的衰减规律及其在各子频带的频谱图,因此,结合Fourier变换对信号进行小波包分析是一种有效的信号处理途径.研究结果对今后交通荷载作用下路面路基动力响应计算模型的初始边界条件的确定提供依据,为路面路基动力响应的计算奠定基础.     

几种非平稳分析方法对非平稳风力时程的比较分析

非平稳信号的分析方法是信号分析领域中的一个重要问题。本文以风洞试验获得的非平稳风压信号和升力系数信号为研究对象,分别采用短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布,小波变换方法和Hilbert-Huang变换(HHT)方法对信号进行时频分析。分析结果表明,由于短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布,小波变换方法都是基于傅里叶变换,因此,得到的频谱特性都大致相同,只是在分析的精细程度上有所差异;HHT方法可以获得有意义的瞬时频率,从而给出频率随时间变化的精确表达,信号最终被表示为时频平面上的能量分布,成为Hilbert谱,该方法适用于分析生活中普遍存在的大量频率随时间变化的非线性、非平稳信号,可将复杂的信号直接分离成从高频到低频的若干阶固有模态函数。另一方面,无论用哪一种分析方法都可以看出,风速和风压信号的能量大多分布在低频部分,高频部分所占比例很少,而升力信号的能量大多分布在高频部分,低频部分所占比例很少。本文采用HHT方法提取起控制作用的信号主成分。     

基于小波变换的爆破振动时频特征分析

应用小波变换方法对短时非平稳爆破振动过程提出了时频特征分析。根据离散小波变换的分层分解展开关系，将爆破振动时间历史信号用分层重构信号进行扫描。应用这些信号可以给出不同频率带上爆破振动的相对能量分布和振动强度的时间变化规律。一个爆破振动实测结果的分析表明，与建立在传统Fourier变换基础上的频谱分析方法相比，基于小波变换的爆破振动时频特征分析可以给出更为准确的细节信息。文中的研究结果为爆破振动结构安全性分析提供了新的途径。     

基于小波变换对GPS信号去噪的分析

小波分解能够精细地把信号划分到不同的频带范围内,因此可对含噪信号在不同频带范围内的特征进行信噪分离.本文从GPS精密测量、导航领域的信号去噪角度,探讨了基于小波分析的信噪分离方法,并结合具体实例,说明小波分析对GPS信号消噪处理的实用性及有效性.