基于改进CEEMDAN的应答器上行链路信号降噪研究

针对在高速铁路复杂电磁环境中应答器上行链路(balise uplink, BU)信号传输受扰的问题,提出了一种基于自适应白噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)与小波包自适应阈值的联合降噪方法。首先,采用CEEMDAN算法将模拟BU信号分解为12个模态分量,根据相关系数判断分量为相关分量或无关分量;然后,相关分量经小波包降噪处理后重构为降噪后的BU信号;最后,选用信噪比(signal-noise ratio, SNR)和均方根误差(root mean square error, RMSE)作为评价指标,将该方法与目前广泛采用的6种降噪方法进行对比,信噪比提高了0.486 1～6.144 dB,均方根误差降低了0.054 9～11.091。为检验该方法的实际应用效果,采用联合降噪方法对实测BU信号进行降噪处理。仿真验证和实验验证的结果表明,采用联合降噪方法降噪后的BU信号不仅噪声分量得到了有效去除,而且信号特征保存完好,证明该方法能够应用于解决实际BU信...     

小波包-能量谱在高压断路器机械故障诊断中的应用

文章提出了一种利用小波包变换对高压断路器振动信号进行处理的新方法,应用小波包-能量谱分析得到各尺度上的能量百分比作为特征参量对高压断路器进行故障诊断.小波包变换能将已知信号按任意时频分辨率分解到更加精细频带,且提高了信号处理的频率分辨率,小波包正交分解后的信号具有各频带信号独立、能量守衡的特点.仿真结果表明,小波包-能量谱用于高压断路器机械故障诊断中是行之有效的.     

基于ICEEMDAN与小波包分解的脉搏信号联合去噪

针对脉搏信号非线性、非平稳,且难以去噪的问题,提出了一种基于改进的自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)与小波包分解(WPD)相结合的联合去噪方法,对采集的脉搏信号进行去噪处理。首先对噪声信号进行ICEEMDAN模态分解,产生一系列的固有模态函数(IMF),再将这些IMF分量分别与原信号进行相关系数的计算,比较相关系数的值,然后进行信号的重组,最后对重组后的信号进行小波包分解,提取得到降噪后的脉搏信号。利用仿真数据、实际采集的脉搏信号进行实验分析,将该方法与集合经验模态分解(EEMD)进行了对比,并比较了这两种方法的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)。实验结果表明：基于ICEEMDAN-WPD的联合去噪方法能更有效地去除噪声,并更好地保留脉搏信号的特征。     

小波包–能量谱在高压断路器机械故障诊断中的应用

文章提出了一种利用小波包变换对高压断路器振动信号进行处理的新方法,应用小波包–能量谱分析得到各尺度上的能量百分比作为特征参量对高压断路器进行故障诊断。小波包变换能将已知信号按任意时频分辨率分解到更加精细频带,且提高了信号处理的频率分辨率,小波包正交分解后的信号具有各频带信号独立、能量守衡的特点。仿真结果表明,小波包–能量谱用于高压断路器机械故障诊断中是行之有效的。     

VMD算法在全光纤电流传感器信号去噪中的应用

为了有效抑制全光纤电流传感器的噪声信号,提高传感器的信噪比,将VMD算法用于全光纤电流传感器信号的去噪处理.采用Optisystem光学仿真软件搭建全光纤电流传感器的仿真模型,对仿真得到的信号用VMD分解,根据相关系数选取有用的模态分量进行重构,得到去噪后的信号.结果 表明:经过VMD算法去噪后的信号信噪比提高到28.2125 dB,均方根误差减小为3.3323×10-4,与小波去噪相比提高了信噪比,减小了均方根误差.     

矿用永磁直驱电机异响声信号降噪方法研究

针对矿用永磁直驱电机异响声信号噪声干扰大,有用信号被噪声淹没难以提取的问题,提出一种融合改进VMD与小波软阈值的降噪方法。首先,利用粒子群算法优化变分模态分解算法得到分解层数k和惩罚因子α的最优参数组合,基于最优参数组合分解获得矿用永磁直驱电机异响声信号k个本征模态分量(IMF)。其次,利用加权裕度指标筛选出有效信号分量和需进一步分解的含噪分量,基于小波软阈值对含噪分量进一步降噪。最后,将有效信号分量与小波软阈值降噪后的分量重构得到最终降噪信号。应用此方法分别对仿真信号和矿用永磁直驱电机异响声信号降噪,并与其他方法对比。试验结果表明,该方法能将仿真信号信噪比提升至27.524 7 dB,均方根误差降低至0.085 5,实测信号信噪比提升至34.715 3 dB,均方根误差降低至0.006 7,降噪效果较好,为后续的故障特征提取与故障诊断工作提供数据基础。     

小波包分析技术在大型电机转子故障诊断系统中的应用

通过精密离心机电机驱动系统和机械系统的故障机理的分析,提出了两种故障信号基于小波包分析的特征提取方法.一个是渐进性故障信号的特征提取方法,控制器误差信号通过小波包分解与重构,最后在最低频段的节点得到了已经去噪的故障信号.另一个是振动信号频带能量的特征向量提取方法,动平衡系统的振动信号被分解到独立的频段,不同频带内的信号能量变化反映了系统机械运行状态的改变,每个能量成分被提取形成特征向量用于故障诊断.试验与仿真结果表明这种基于小波包分析的故障方法具有算法简单、可行的优点.     

基于变分模态分解的变压器有载分接开关振动信号去噪分析

针对变压器有载分接开关振动信号中的环境噪声影响后续特征提取与识别的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与小波包阈值的去噪算法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态分量。然后对各模态分量分别进行小波包阈值处理,利用均方根误差、信噪比及平滑度构成的复合评价指标确定最佳分解层数,得到最优的去噪效果。最后重构得到去噪后的振动信号。在变压器有载分接开关模拟试验平台上进行试验,并对采集的振动信号进行去噪分析,结果表明该方法的效果优于常用的去噪方法。     

基于小波包多阈值处理的海杂波去噪方法

针对海杂波信号非平稳非线性的特性,在小波包多阈值处理的基础上加以改进,提出了一种新型海杂波去噪方法。利用海杂波数据的频率特性,确定小波包分解层次。考虑到每层小波包分解时,分解系数的高频部分存在翻转情况,将分解系数按照频率大小顺序进行排列,通过自相关函数确定低频、中频、高频部分,每个频段选取合适的阈值,对小波包系数进行重构,得到去噪后的海杂波信号。利用实测海杂波数据进行实验,分别与传统海杂波去噪法和基于经验模态分解的海杂波去噪法比较,所提方法信噪比和均方根误差分别达到了33.519 9和0.001 9,处理不同海情下的海杂波都具有更佳的去噪能力,说明其去噪效果明显,适用范围广泛。     

基于CEEMDAN与改进小波阈值的电缆局部放电信号降噪方法

对检测到的电缆局部放电信号降噪是实现电缆绝缘诊断与评估的前提,为此提出一种基于自适应噪声的完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与改进小波阈值的电缆局部放电信号降噪方法。首先,采用CEEMDAN算法将染噪局部放电信号进行分解,得到数个模态分量;然后,计算模态分量的峭度值,筛选出有效特征分量并重构;最后,将重构信号通过改进小波阈值法再次降噪去除冗余噪声,得到降噪后的局部放电信号。将该方法、传统小波阈值法及集合经验模态分解与改进小波阈值法分别用于不同噪声强度下局部放电仿真信号的降噪处理,结果表明该方法具有更高的信噪比与波形相似系数,能有效抑制周期性窄带干扰与白噪声。     

汽轮机碰摩故障信号频带能量特征研究

对汽轮机碰摩故障的非线性振动信号用小波包分解的方法进行了研究。在Bently转子实验台上模拟轻微碰摩和碰摩加剧两种故障状态,采用db3小波基函数进行小波包分解,进行了各频带的能量特征分析和各频带重构信号的特点分析,实现了对确定碰摩故障程度频带的提取。     

用最优谐波小波包变换抑制局部放电混频随机窄带干扰

在进行电气设备局部放电(partial discharge,PD)在线监测中,当多个随机周期性窄带干扰的频率位于传感器监测频段内部时,会严重影响监测的可信性和准确性,然而目前缺乏有效抑制此类干扰的方法。为此,利用谐波小波具有严格盒形频谱特性的优点,提出一种基于最优离散谐波小波包变换的PD去噪新方法,将不同频率窄带干扰的能量分别集中在单一的子带内,用分解后子带香农熵比值的大小来确定包含各窄带干扰的子带,只要将对应的小波系数置零后重构就能得到去除窄带干扰后的PD信号,克服了离散小波包变换子带间存在频谱泄漏的缺点,实现了对PD监测信号的自适应优化分解。通过对仿真和实测PD信号频带范围内含有的混频随机窄带干扰进行去噪处理,并与离散小波包变换去噪结果进行对比分析后表明,最优离散谐波小波包变换对PD信号去噪后的能量损失和波形畸变较小,有利于后续对PD信号的模式识别,可以解决干扰频率位于监测频段内难于抑制的难题。     

基于小波分解和SVM的滚动轴承故障程度研究

提出一种采用小波分解和支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)提取故障特征的滚动轴承故障诊断方法。首先对原始振动信号进行小波降噪处理,以减小误差,然后进行小波分解,并利用分解得到的小波重构系数计算其能量特征,归一化后作为特征向量,输入SVM中进行故障诊断。实验结果表明,所提出的方法能有效地提取出故障特征,并且具有较高的故障诊断准确率,能准确地区分出滚动轴承不同故障的严重程度。     

基于小波阈值的局部放电去噪新方法

针对局部放电信号去噪,传统的小波阈值法因小波基、阈值和分解层数这三个因素的影响,会使去噪后的波形发生畸变,产生较大误差。为了减小这些因素的干扰,本文提出了基于小波阈值去噪的新方法。首先利用波形相似法选取最优小波基,其次通过对理想局部放电信号和高斯白噪声进行每个尺度的小波分解与重构,并结合统计学知识确定局部放电信号去噪的阈值,最后对高频信号和低频信号进行能量分析,确定最优的分解层数。利用该方法和传统的小波阈值法对仿真放电信号去噪,去噪结果表明新方法在信噪比、均方根误差、相关系数和波形畸变率四个不同的指标上都得到了有效的提升,定性和定量的分析验证了该方法的有效性,实测的去噪结果表明新方法去噪效果令人满意,为局部放电信号去噪提供了一种新思路。     

小波包提取算法和相关分析用于电缆双端行波测距

由于故障行波传播色散的影响,确定行波到达时刻和选择行波波速一直是电缆行波测距的难题。针对以上两个问题,提出了基于小渡苞提取算法和相关分析的电缆双端行波故障测距方法。该方法将暂态行波信号通过小波包分解为不同的频带,然后提取能量相对集中的频带进行小波包重构。在该频带,线路的衰减系数和波速都可近似为常数,因此电缆两端的重构波...     

基于断电残压的PMEM和WPA转子断条故障诊断研究

针对转子断条故障诊断存在故障信号难以提取,受负载波动影响等诸多不足之处,提出断电残压最大熵功率谱分析和小波包分解的故障诊断方法.建立转子断条故障断电残压模型;通过最大熵功率谱分析法得到故障电机断电残压频谱,利用小波包分解电机断电残压信号,并计算对应频段节点系数的能量.仿真结果表明,断电残压可以有效避免外界因素的干扰,小波包分解得到的子频带能量变化率可以诊断故障.该方法简单可靠,为工程实际提供了新的方法思路.     

基于小波包算法的电机故障信号的压缩和重构

提出了基于小波包改进算法的电机故障信号压缩和重构方法,取定误差限后,通过选择分解阶数自动优化调节每个节点的阈值来获得尽可能大的压缩比。分析了小波包分解尺度空间系数V1不压缩和压缩2种方案,以及小波包完全分解和基于熵值的最优分解下各压缩指标随尺度的变化情况,并比较了不同小波的压缩效果。分析结果表明,提出的方法在获得较大压缩比的同时又能不失真地重构原信号,并有效地减少小波包分解和重构的计算量,是一种有效的电机故障信号和压缩和重构方法。     

基于小波收缩的心音降噪最优化分析

基于小波收缩技术提出一种最优化降噪方案用于去除心音信号噪声。依据频带相似匹配原则,分析心音信号频率特征和Haar、Daubechies、Symlets和Coiflets正交小波的特性,基于分析结果选取了Coif5小波并确定最优小波包进行分解重构。另外,提出一种光滑连续的自适应弹性阈值函数,能够克服硬阈值函数间断点问题,并基于4种阈值规则定量评价了其在不同信噪比下的降噪效果。仿真结果表明,当信噪比小于50 d B时,本优化方案配合启发式阈值规则能保留充足的心音细节信息,同时有效去除噪音。     

疲劳裂纹扩展电位信号的最优光滑降噪算法

在采用直流电位降法对疲劳裂纹扩展过程进行实时监测时,由于受到多种噪声干扰使疲劳裂纹扩展电位信号不准确。 为了提高其准确性与光滑性,对疲劳裂纹扩展电位信号建立基于变分模态分解(VMD)的最优光滑降噪算法,将裂纹电位信号 进行 VMD 分解后,根据各个模态分量的样本熵、相关系数和均方误差等指标,剔除裂纹电位信号中的噪声分量和对含噪的有效 模态分量进行降噪处理;然后选择合适的模态分量进行裂纹电位信号的重构,对比不同信号重构方案,选出最优重构信号;最后 对最优重构信号建立不同光滑滤波算法,通过对比光滑度、均方误差、信噪比等指标得出最优光滑降噪模型。 分析结果表明该 算法模型光滑降噪效果良好,降噪误差比为 0. 122 050,提高了监测信号的光滑性与准确性。     

融合VMD优化和小波包分析的陶瓷检测信号降噪方法研究

针对陶瓷敲击检测信号含有噪声的问题,提出一种融合VMD优化与小波包分析（WPD）相结合的联合降噪方法。首先,应用能量的起始点检测准则提取实际信号的有效信息;其次,遗传算法（GA）选取VMD参数并自适应分解含噪信号;然后,计算各模态分量和原始信号的相关系数,将模态分量分为信号主分量和噪声分量;最后对信号主分量进行小波包分析,重构信息获取去噪后的信号。仿真实验证明：在分别加入10dB、20dB噪声时,该方法信噪比最高（23.81dB、24.75dB）,均方误差最小（0.07、0.01）, 与常用的去噪方法相比,去噪效果均有明显提升。陶瓷试件敲击检测信号测试实验表明,该方法能有效去除不同类型陶瓷试件敲击检测声音信号的噪声,具有良好的去噪性能。