水电机组振动信号去噪的小波技术研究

概述了水电机组振动信号处理技术的现状,着重介绍小波技术中小波分析、小波包分析、第二代小波变换等特点及在水电机组振动信号去噪处理中的应用,并分析了水电机组振动信号去噪技术中的问题和前景。     

基于第2代小波的水电机组振动信号预处理

传统的小波去噪效果与选用的小波基函数有关，小波基函数选择不当会把信号的有用成分当成噪声去掉，给故障诊断造成困难。而基于提升算法的第2代小波变换可以通过设计预测系数和提升系数获得具有某种特性的小波基函数。文中提出采用基于提升算法的第2代小波变换来进行水电机组振动信号的去噪处理，通过分析提升算法的基本原理，使用第2代小波对水电机组振动信号在不同分辨率下进行分解处理，并使用阈值处理小波分解的细节系数，将处理过的细节系数和近似系数一起重构信号。仿真结果表明，采用第2代小波变换要优于传统小波变换的去噪效果，第2代小波在信号处理中有广阔的应用前景。     

基于改进阈值函数的小波降噪分析在水电机组振动信号中的应用

小波阈值降噪算法是一种传统的水电机组振动信号的降噪算法,本文在其基础上提出了一种新的改进阈值函数的小波降噪方法,将改进阈值函数的小波降噪方法运用到水轮机机组振动监测中,解决了传统阈值函数存在抑制噪声污染与保留信号细节之间的矛盾。通过模拟振动噪声信号进行消噪比较,在信噪比和均方误差均优于传统小波阈值消噪方法,并结合虚拟仪器LabVIEW和MATLAB混合编程实现了水电机组振动信号采集及改进阈值小波的降噪处理,通过对降噪前后不同降噪方法在振动信号特征分量的保持程度进行比较,说明该方法在各分量保持均优于传统的阈值函数方法,是一种有效的降噪方法。     

用于提取PD信号的复小波簇消噪算法

因电气设备处在强烈电磁干扰环境中,常被噪声淹没,为了准确检测PD信号,需有效抑制其噪声干扰。根据PD信号和白噪干扰的复小波系数各有其特点和小波变换的本质是被分析信号和小波做内积运算,提出了从一簇复小波中逐层选择最优复小波并根据模极大值原理确定分解层数的方法即以阈值消噪法为基础的复小波簇消噪法。采用该方法对PD染噪信号进行去噪处理,并用去噪前后的信噪比(SNR)和波形相似性参数(NCC)对仿真PD信号的消噪结果进行评价。结果表明,复小波簇消噪法在满足SNR>10 dB的要求下,两个信号的NCC都>0.9,复小波簇消噪法从白噪干扰中提取PD信号的能力更强,在高SNR的情况下,信号的畸变也更小。     

基于小波变换的自适应阈值消噪法

信号消噪与恢复是信号处理的一项前期的、最基本的工作，其目的是尽可能地复原被噪声(或干扰)污染的信号，消噪效果直接影响到后期的信号处理。介绍了几种常用的小波消噪方法，分别是小波分解与重构法、非线性小波变换阈值法、平移不变量法和小波变换模极大值法。针对非线性小波变换阈值法提出了一种自适应阈值消噪法。通过仿真实验证明，该方法不仅消噪效果好，而且可用于对含有时变的噪声信号进行消噪。     

基于自适应提升小波的电厂汽轮发电机组振动信号消噪

采用基于提升格式的自适应小波变换,并根据LMS(least mean square)自适应法使伯恩斯坦预测算子P(predictor)自适应匹配特定的数据序列.用此方法对电厂汽轮发电机组的振动信号进行消噪处理,并通过实例仿真证明了该方法的可行性和有效性,从而为汽轮发电机组振动信号的故障诊断提供有力依据.     

小波变换和数学形态学在行波故障定位消噪中的应用

有效滤除行波的噪声干扰,提取有用的行波信号是实现行波故障定位的关键.在比较了小波变换和数学形态学对白噪声和脉冲噪声的滤除效果的基础上,结合小波变换和数学形态学各自的优点,提出对行波信号进行消噪时,先采用数学形态学滤波器滤除行波信号中的脉冲噪声,再采用基于小波变换的软阈值化算法滤除白噪声的综合去噪方法.实例分析表明该综合去噪方法的去噪效果较好.     

基于EMD相关去噪的风电机组振动噪声抑制及特征频率提取

针对风电机组振动信号同时受背景白噪声和短时干扰噪声的影响,使得早期微弱故障特征频率难以提取的问题,提出一种结合经验模态分解(EMD)、相关性分析和小波包变换(WPT)的振动信号噪声抑制及故障特征频率提取方法(EMD相关去噪-WPT)。该方法首先利用EMD分解振动信号得到能表征不同频率的固有模态函数(IMF),然后筛选表征故障特征频率的IMF,并重构得到故障特征信号;其次,利用自相关分析去除重构信号中噪声的影响;最后,结合小波包变换(WPT)提取去噪重构振动信号中的特征频率。为了验证所提方法的有效性,以实测和模拟的双馈风电机组轴承故障振动信号为例,对轴承振动信号分别利用小波包变换(WPT)、EMD相关去噪-WPT、小波硬阀值-WPT方法进行特征频率提取分析。通过不同特征频率提取方法比较表明,所提出的基于EMD相关去噪-WPT特征频率提取方法,能够更有效地抑制背景白噪声和短时干扰噪声的影响,提取出早期微弱故障特征。     

基于小波变换的电机信号消噪技术的研究

在分析小波变换消噪原理和方法的基础上,针对信噪比较高的信号,进行小波消噪和傅里叶消噪仿真分析。结果表明,采用小波消噪能达到比较理想的效果。但对于信噪比较低的信号,必须采取多种方法相结合,才能取得满意的消噪效果。文章提出了将时域平均法和小波软阀值消噪法相结合和基于相关性分析与小波变换相结合两种方案消噪。通过对这两种方案进行仿真实验,结果表明,这两种方案可以有效地去除信号中的干扰噪声,提高信号的信噪比,取得良好的降噪效果。     

基于小波分析的汽轮发电机组振动信号消噪和特征提取

小波分析技术由于其良好的时频局部化性质,对突变和非平稳信号的分析具有良好的效果,已经成为信号消噪、特征提取和故障诊断的重要方法之一.针对汽轮发电机组的振动特征,采用基于最优小波包基的方法对汽轮发电机组的振动信号进行消噪处理,有效地剔除了汽轮发电机组表面振动信号的噪声干扰,提高了信号的信噪比;对消噪后的信号进行小波包分解,并将各相关频带进行能量特征提取,从而为汽轮发电机组振动信号的故障诊断提供了有力依据.     

基于小波和高阶PDE的电缆局部放电去噪研究

局部放电(PD)试验是检测电力电缆绝缘性能的重要手段,由于试验现场电磁环境比较复杂,提取所得的PD信号已被噪声淹没。为得到较为真实的PD信号,提出了一种基于小波变换和高阶偏微分方程(PDE)相结合的去噪方法。利用小波变换提供较好的局部放电信号预处理和后处理平台,对低频子信号进行四阶PDE迭代去噪,同时采用效果评价指数信噪比(SNR)作为迭代终止条件。将该方法的去噪效果与传统的小波阀值去噪效果进行了比较,经过计算和仿真分析表明,文中方法能够较好的保留信号边缘与细节,比传统小波阀值去噪具有更优越的去噪性能。     

基于小波阈值去噪的改进方法

语音信号是非平稳信号,利用小波的时频域局部化特性,通过小波变换对语音信号进行去噪处理,在经典的硬、软域值去噪方法的基础上,提出一种新的算法,并比较这3种算法的优劣。最后进行仿真实验,用MATLAB软件提取一段纯净的语音信号,并叠加高斯白噪声,对带噪信号分别用以上3种算法进行去噪处理,实验证实了该算法较其他算法更加有效。     

基于多重小波变换的自适应脉搏信号去噪

小波变换在生物医学信号降噪处理中有着广泛的应用,但小波降噪处理中的软硬阈值法本身都有一定的局限性,而且还除去了部分有用信号,降噪效果不太理想。本文基于小波分析的特点,提出了一种对信号进行多重小波变换的自适应去噪法,该方法不仅克服了小波去噪软硬阈值法的局限性,而且解决了自适应滤波中参考信号选取难的问题,将该方法用于脉搏信号降噪,得到了满意的去噪效果。     

超宽带信号检测中基于新阈值函数的小波去噪方法研究

小波阈值去噪是信号处理中一种重要的去噪方法。为了提高超宽带通信信号的检测性能,获得更高的检测信噪比,基于小波变换以及小波阈值去噪的原理,提出了一种新的阈值处理方法,进而对跳时脉冲位置调制超宽带（TH-PPM-UWB）信号用新方法的去噪结果进行分析比较,仿真试验结果表明,新的小波阈值法去噪效果明显,在信噪比和均方根误差上均优于传统的软阈值和硬阈值方法。     

基于FPGA的实时小波消噪技术在多余物自动检测系统中的应用

针对微粒碰撞噪声多余物自动检测系统采用软件实现小波消噪过程,存在数据量大、运算时间长、检测效率低下等问题,本文提出采用FPGA实现小波消噪算法,在数据采集的过程中完成小波消噪,以提高数据处理的实时性。在深入理解小波变换理论及Mallat快速算法的基础上,通过改进研制PCI总线数据采集卡,利用Matlab和Quartus II软件平台,设计实现了基于FPGA的小波消噪算法。实验测试表明,该算法得到的消噪效果较为理性,达到了实时小波消噪的目的。     

外弹道测量数据的小波阈值去噪方法研究

针对外弹道测量数据的随机误差难以消除的问题,介绍了小波变换的理论,阐述了小波阈值消噪的基本原理,对硬阈值和软阈值函数的优缺点进行了对比分析,讨论了小波阈值去噪中阈值的选取方法,并将小波阈值去噪理论应用于外弹道测量数据的随机误差处理,以信噪比和均方误差为衡量指标,通过在不同阈值和不同阈值函数条件下的去噪效果的对比,研究了更适用于外弹道测量数据的小波阈值去噪方法。     

一种改进的小波阈值法在信号消噪中的研究

对于非平稳信号,小波多尺度分解是一种有效的信号去噪方法,在D.L.Donoho和I.M.Johnstone提出的多分辨分析小波阈值去噪方法的基础上,采用了一种改进的阈值函数,改进的阈值函数克服了硬阈值函数不连续的缺点,同软阈值函数一样具有连续性,而且解决了软阈值函数中存在的恒定偏差,同时它具有软硬阈值函数不可比拟的灵活性。仿真结果表明,采用了改进的阈值函数的去噪结果有效抑制了在信号奇异点附近产生的Pseudo-Gibbs现象,无论是在视觉效果上,还是在信噪比增益和最小均方误差意义上均优于传统的软硬阈值方法。     

风力发电机组故障振动信号特征向量的提取

为了准确分析风力发电机组故障的振动特性,给出了基于多种函数变换方式的振动信号特征向量提取方法.运用EMT690D机械设备故障诊断系统对模拟直驱风力发电机组故障振动信号进行提取.利用傅立叶变换、小波变换和小波包变换分别对振动信号进行分析,提出了不同类型的提取振动信号特征向量的方法,通过变换得到了数组故障振动信号的特征向量.结果表明这三种变换方式各有优势,能够从不同的角度分析振动信号.     

谐波小波包在接收机中的应用研究

在强噪声环境中检测出微弱信号的能力是接收机重要性能指标之一.为了提高接收机在强噪声环境中检测微弱信号的能力,将小波去噪算法和谐波小波滤波算法应用到接收机的数字处理部分,并使用MATLAB软件做了相应的仿真.仿真结果表明,在-30 dB的信噪比下,小波去噪算法效果不理想,谐波小波滤波算法取得较好的效果,能够在强噪声环境中...     

基于小波分析的PLC信号处理

电力线载波通信系统中,对接收信号的处理是非常重要的。文章介绍了基于小波和小波包变换这样2种信号处理方式,它们均能有效地克服通信环境中的干扰,提高信噪比。文章通过试验和理论分析,对这2种信号处理后的效果进行了比较,得出结论:由于小波包具有更高的频率分辨率,因此更加适合于对被噪声严重污染的电力线信号的分析处理。