矿用多波主动噪声控制系统

为降低矿井噪声污染,提出了一个基于改进FXLMS算法的矿用多波主动噪声控制方案。针对矿井巷道较长,噪声源、次级声源间距离较远的特点,多波设计方案可以有效解决单波麦克风失匹配等带来的误差,改进FXLMS算法的矿用多波主动噪声控制方案使修正的误差信号趋于零,该设计方案能提高自适应滤波器的次级声路径权系数更新变化速度,减小权系数的变化对系统的影响,提高系统的收敛速度。采用Matlab对设计方案进行模拟仿真,仿真结果表明：设计方案的输入和扬声器输出基本上是频率、振幅相等,相位相反的信号,提出的设计方案将能有效地消除矿井三维空间内的噪声。     

矿井主动噪声控制技术的应用研究

采用MATLAB软件对采集的KCS250矿用湿式除尘器的噪声进行了频率特性分析,并基于改进的FXLMS算法,采用离线建模方法建立了次级通道模型。通过设计的主动噪声控制系统对采集的噪声数据进行降噪实验,结果表明,采用改进的FXLMS算法建立的主动控制系统对KCS250矿用湿式除尘器的噪声消声量约为5~6 d B。     

基于级联奇异值分解和Hilbert变换的滚动轴承故障诊断

针对Hilbert变换包络解调法在强噪声影响下不能有效提取轴承故障信息的问题,研究了级联奇异值分解降噪的方法,并采用简便方法对重构矩阵的时间延迟和奇异值降噪阶次进行选择。应用结合后的方法分析含故障信息的滚动轴承实验信号,结果表明该方法能有效降低噪声并突显故障特征频率。     

改进LMS算法降噪的涡街流量测量系统

针对煤矿井下突水复杂多变的特点,在现有技术的基础上提出一种改进LMS算法降噪的涡街流量测量系统更加精确的测量井下不同流体流动情况。通过改变LMS算法的步长将噪声降到最低,使得涡街流量计对流量的测量更加准确。同时对该算法与固定步长LMS算法的测速性能进行了比较,并通过Matlab仿真证实在实际应用中该系统确实有很好降噪性能。     

轮式装载机载荷信号的小波处理方法

针对传统的空域相关降噪法进行了改进。该改进算法首先对信号进行二进小波变换,然后通过引入适当的系数来避免将噪声误判为信号,最后将近似系数和处理后的小波系数进行逆小波变换得到降噪后的信号。使用该改进算法对轮式装载机实测载荷信号进行降噪处理的结果表明,改进后的空域相关降噪法具有良好的降噪性能。     

基于WOA-VMD-MPE算法的矿山爆破振动信号降噪研究及应用

矿山环境中爆破振动信号含有大量的高频噪声,其严重影响了爆破振动信号真实性。本文针对爆破信号中含有大量高频噪声这一现象,以云南某露天矿爆破振动数据为研究对象,提出了基于自适应WOA-VMD-MPE爆破振动信号降噪方法开展爆破振动信号降噪研究。将3个矿山爆破振动信号进行WOA优化算法处理,得出VMD算法参数中最佳组合K、a,带入VMD算法分解,将MPE值大于0.6的IMF成分去除,以达到降噪效果。研究结果表明：振动波形经过WOA-VMD算法优化后信噪比均为最高,分别为15.23、25.51、27.2,其均方根误差最小,分别为8.51、8.73、5.91。WOA-VMD算法相较EEMD、CEEMD算法在信噪比方面平均增加56%、44%、均方根误差平均减少46%、42%,其降噪效果均优于EEMD、CEEMD算法,能够较好地去除高频噪声,保留原始爆破振动波形信息,验证了其算法的普适性。     

基于分段自适应鱼群算法的煤矿救援机器人路径规划

针对基本人工鱼群算法全局最优解精度不高,后期收敛效率降低等问题,笔者设计了人工鱼的视野与步长分段自适应策略用以改进基鱼群算法。根据煤矿救援环境的特点,在二维平面内建立环境模型,采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件,并将改进后的鱼群算法应用于煤矿救援机器人路径规划。仿真结果表明,分段自适应鱼群算法性能明显优于基本鱼群算法。     

基于匹配追踪和SVM的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承的噪声信号问题提出了一种基于匹配追踪(MP)的降噪算法。该算法对信号进行最佳匹配,提取特征信息实现信号降噪。在滚动轴承故障识别中,利用内禀模态奇异值分解(SVD)提取特征向量,运用支持向量机(SVM)进行分类判别。实验结果表明,所提方法可以有效提高信噪比,对滚动轴承故障进行准确的状态识别。     

矿用拉伸件裂纹声发射信号的SVD降噪研究

针对强噪声背景下矿用金属板材拉伸件裂纹声发射特征信号不易提取的状况,首先对强噪声情况下单级奇异值分解降噪效果不明显现象进行分析,提出了将单级奇异值分解进行串联的逐级滤除噪声信号方法;采用信号仿真研究了SVD原理在信号降噪处理上应用的效果;并通过金属板材拉伸声发射信号SVD降噪处理试验,验证了多级奇异值分解串联SVD降噪法,滤除声发射信号中混杂噪声信号的有效性,为该方法的应用提供了理论依据。     

基于自适应滤波的结构振动声辐射系统前馈控制研究

基于自适应滤波的FxLMS算法 ,建立了结构振动声辐射系统前馈控制模型 ,论述了收敛步长和参考信号选取的方法 ,并建立了以TMS32 0C30DSP芯片为核心的 ,多道通A/D ,D/A、PZT致动器、声级计组成的封闭空间自适应控制系统 ,实验表明 ,噪声得到了有效抑制。     

基于Alpha稳定分布噪声环境下的两步分离自适应算法

自适应滤波理论技术在很多领域有广泛应用,若实际应用中随机信号和噪声有显著的脉冲特性,则Alpha稳定分布能更好地进行描述。文章给出了在分数低阶Alpha稳定分布噪声环境下的一种两步分离自适应算法TSLMP。实验表明,该算法相对以往的LMP算法计算复杂度大大降低,有良好的收敛特性。     

基于PSO优化改进的Snake模型煤矿环境目标检测

针对Snake模型寻优过程中抗噪能力差、不能向凹处收敛等问题,提出适合煤矿等复杂环境的目标轮廓检测新算法。算法对Snake模型进行改进,使其自动分配蛇点,具有拓扑自适应性,并将粗收敛结果作为粒子群算法的初始轮廓。同时针对粒子群优化过程中易丧失群体多样性和易收敛于局部极值的问题结合遗传算法中育种和变异思想改进,淘汰适应度...     

提升小波变换域矿井光照不均匀图像双直方图均衡化增强

由于矿井光照不均匀,加之大量粉尘附着于监控摄像头表面,导致获取的视频图像对比度不高且含有大量随机分布的颗粒状噪声。为提高该类图像的对比度,充分发挥矿井视频监控系统的效能,基于提升小波变换（Lifting wavelet transform LWT）,提出了一种矿井不均匀光照图像的自适应增强算法。首先采用直方图规定化算法（Histogram specification,HS）对获取的矿井图像进行初步增强;其次对初步增强后的图像进行提升小波变换,由于图像中的随机噪声主要集中分布于高频小波分解系数中,低频小波分解系数基本不存在噪声,故保留低频小波分解系数,对高频小波分解系数提出了一种基于反正弦函数的改进阈值函数去噪模型进行噪声抑制;然后对低频小波分解系数和去噪后的高频小波分解系数进行重构,得到不含噪声的矿井图像;最后采用双直方图均衡化算法（Bi-histogram equalization,BHE）对去噪后的图像进行进一步增强。将所提算法分别与直方图规定化、反锐化掩膜、小波阈值去噪等算法进行性能对比,并采用峰值信噪比（Peak noise to ratio,PSNR）、均方根误差（Root mean square error,RMSE）以及边缘保持指数（Edge protection index,EPI）等指标对试验结果进行评价,结果表明：所提算法对于矿井光照不均匀图像的处理效果相对于其余算法而言效果较优,对于高效处理矿井视频图像有一定的参考价值。     

煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制及研究进展

煤矿开采必然产生大量矿井水,并可能引发水环境污染问题,研究并揭示矿井水的水质形成与演化机理,是煤矿区水污染防控的理论基础.矿井水的水质形成及演化过程非常复杂,受水动力场、水化学场、微生物场和温度场多场作用控制.通过矿井水水质形成的多场作用研究和文献调研,界定了煤矿区矿井水污染场地的研究范围,提出了我国矿井水水质形成的"...     

基于变分模态分解及能量熵的微震信号降噪方法

为了从含噪微震监测数据中提取有效的微震信号,提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和能量熵的自适应微震信号降噪方法。采用变分模态分解法对含噪微震信号进行自适应分解,得到一系列按频率从高到低的变分模态分量;计算每个变分模态分量的能量熵,搜索并辨识出噪声与信号的分界;剔除高频噪声,将剩余分量进行重构,得到降噪后的微震信号。通过与基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的微震信号降噪方法对比,从信噪比、降噪后信号占原信号的能量百分比和原信号与降噪后信号的均方根误差3个评价指标上定量说明该方法在微震信号降噪中表现出更好的降噪效果。     

基于改进Prewitt算子的矿井视频图像小波阈值去噪

由于矿井成像环境的复杂性,导致所获取的图像较为模糊且存在一定程度的噪声,有必要采用适当的方法滤除其中的噪声并提高图像的清晰度。为此,提出了一种结合边缘检测的小波域矿井视频图像去噪算法。首先对噪声图像采用均值滤波算法进行预处理;然后对分别从检测模板、自适应阈值设定方法对经典的Prewitt算子进行适当改进,并采用改进的Prewitt算子提取预处理后图像的边缘轮廓信息,从而获得边缘图像和非边缘图像;最后对于非边缘图像,采用一种基于自适应阈值的改进小波阈值函数模型进行去噪处理,该模型充分结合了小波硬、软阈值去噪模型的优势,能够随着小波分解层数的变化自适应调整阈值大小。为了验证该算法的有效性,采用2幅实地获取的山东兖州某煤矿井下视频监控图像进行试验,并与小波硬、软阈值函数模型及2类已有的改进型小波阈值函数模型进行去噪效果对比。结果表明,该算法的去噪效果优于其余几类函数模型,且算法耗时略占优势,对于提高矿井视频监控图像的质量具有一定的参考价值。     

基于CEEMD改进阈值函数的地震勘探信号降噪应用研究

为了有效地对地震勘探信号进行降噪处理,采用CEEMD改进阈值函数的研究方法,研究了CEEMD特性,根据CEEMD特性,对CEEMD改进阈值函数算法进行改造。对含噪信号进行CEEMD进行分解,得到不同频率段的滤波IMF分量;根据原始信号与IMF分量的关系,对待滤波的分量进行确认;对剩余信号主导分量和滤波分量进行重构,从而得到降噪的效果。把该算法应用在模拟信号中,结果显示,基于CEEMD改进阈值函数的法处理的信号能够对噪声进行有效的压制,能够较好地实现滤波降噪的效果。     

基于IABC-ICA的随掘地震去噪方法

随掘地震是利用掘进机切割岩石产生的振动作为震源来进行探测,具有安全、简便、高效等优点,但随掘地震探测所采集的地震记录中波组成分复杂,有效信号能量弱,且被掘进机工作时产生的强噪声干扰,信噪比极低,去噪难度大,需要对随掘地震记录去噪方法进行研究.通过改进人工蜂群(IABC)算法搜索策略,提高了人工蜂群算法的收敛速度和收敛精...     

基于LQI滤波与联合参数估计的井下人员定位算法

现有的基于RFID技术的井下人员定位系统存在定位准确度低、抗干扰性差等问题。为提高井下人员定位算法的准确性和环境适应性,提出了一种在ZigBee通信协议框架下,基于LQI滤波与RSSI联合参数估计的定位算法。首先使用LQI指标对通过ZigBee芯片读取的原始RSSI数据进行滤波,其次对RSSI的信道参数和环境噪声参数进行联合估计,并依据环境噪声参数对距离估计进行补偿,最后利用最小二乘法完成定位计算。算法挖掘了现有硬件设备的潜力,更多考虑了环境对定位的影响,有效的提高了定位的准确度。最后通过ZigBee硬件平台验证了算法的有效性,与原有RSSI定位算法相比,改进算法将定位均方误差降低了约10%。