小波改进阈值去噪和经验模态分解相结合的旋转机械故障特征提取

针对实际工程信号易受噪声干扰导致提取的故障特征不明显的问题,将小波改进阈值方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合,提出一种基于小波改进阈值的经验模态分解去噪方法,并应用到旋转机械故障特征提取中。首先,为了克服传统小波阈值方法在阈值函数的连续性以及重构误差等方面的不足之处,研究小波改进阈值方法并利用其进行振动信号预处理,减少随机噪声对振动信号的干扰,同时减少EMD分解过程中的分解层数以及其边缘效应对有用信号分解质量的影响。在实际应用中,由于振动信号中混有多种不同性质的噪声,预消噪处理常常不足以消除全部噪声的干扰,因此有必要用EMD相关度方法适当地消噪后处理,提高故障特征提取的准确度,研究为旋转机械故障进一步识别诊断提供了重要的参考。     

小波改进阈值去噪和经验模态分解相结合的旋转机械故障特征提取

针对实际工程信号易受噪声干扰导致提取的故障特征不明显的问题,将小波改进阈值方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合,提出一种基于小波改进阈值的经验模态分解去噪方法,并应用到旋转机械故障特征提取中。首先,为了克服传统小波阈值方法在阈值函数的连续性以及重构误差等方面的不足之处,研究小波改进阈值方法并利用其进行振动信号预处理,减少随机噪声对振动信号的干扰,同时减少EMD分解过程中的分解层数以及其边缘效应对有用信号分解质量的影响。在实际应用中,由于振动信号中混有多种不同性质的噪声,预消噪处理常常不足以消除全部噪声的干扰,因此有必要用EMD相关度方法适当地消噪后处理,提高故障特征提取的准确度,研究为旋转机械故障进一步识别诊断提供了重要的参考。     

超声波测距系统中的小波去噪方法研究

针对远距离超声波测距系统中回波信号信噪比低的问题,采用小波变换对超声波的回波信号进行去噪处理。为取得较好的去噪效果,对小波变换的参数选取进行了研究。根据小波基的特性,通过能量与能量熵选取最优小波基;基于回波信号噪声的白噪声特征,采用白噪声检验自适应确定分解层数;引入参考噪声信号,确定小波系数处理阈值,并选用一种结合软、硬阈值函数的改进阈值函数进行小波系数处理。为验证方法的有效性,搭建基于NI数据采集卡和LabVIEW的超声回波信号采集平台,利用MATLAB小波工具包完成回波信号的去噪处理,并通过信噪比、均方根误差等指标对去噪效果进行综合评判。实验表明小波去噪可以达到很好的去噪效果,为大量程超声测距提供理论基础。     

平稳小波自适应去噪用于曲轴瞬时角加速度测量

针对曲轴角加速度测量中的噪声放大问题,构造了基于平稳小波变换的自适应去噪方案。该方案以小波系数能量熵最小为原则选择小波函数,根据各层小波方差的变化速率确定所需的分解层数,并由小波系数幅值分布状态决定阈值的生成准则。对比了平稳小波自适应去噪与常用的6阶Butterworth滤波器对曲轴角加速度噪声的抑制能力。结果表明,当柴油机状态正常时,两种方法去噪得到的结果相当;当柴油机高速轻载运行且有连续失火故障时,只有平稳小波自适应去噪能保留由失火引起的局部高频振荡信号。     

小波阈值去噪在深小孔钻削声发射信号处理中的应用

深小孔钻削声发射信号中往往夹杂着大量噪声信号,能否有效去除这些噪声对后续利用声发射信号实现钻头状态的在线监测具有重要意义。针对深小孔钻削声发射信号中存在噪声的问题,文章采用了小波阈值法进行去噪,并详细讨论了小波阈值去噪过程中各参数的选定方法和最优选取原则。对深小孔钻削声发射信号进行去噪对比实验,结果表明:在选取4层小波分解、Sym6小波基函数、rigrsure阈值以及改进的渐进半软阈值函数去噪时,获得的信号的信噪比最大为23. 616 8,均方根值最小为0. 112 8。说明其有效去除了声发射信号中的噪声,同时又很好地保存了信号的完整度,避免信号失真,显著改善了去噪效果。     

基于改进小波算法的轴承信号降噪研究

针对传统阈值函数降噪在阈值处不连续和存在恒定偏差的问题,采用层层递进的改进方法对小波阈值和小波阈值函数做了去噪研究。小波阈值的改进是基于不同分解尺度小波阈值算法,改进阈值考虑了轴承故障信号在不同分解层上的去噪特性和噪声在各分解层上的分布情况。小波阈值函数改进是基于对数逼近阈值函数算法,改进阈值函数考虑了传统软阈值函数的不连续性和硬阈值函数的偏差性。从传统阈值函数、改进阈值函数和传统阈值、改进阈值选取上看,传统阈值函数结合改进阈值去噪效果最好,其次是传统阈值函数结合改进阈值,最后是传统阈值函数结合传统阈值。在小波去噪算法中,改进小波阈值法可获得较好的去噪效果。     

一种改进的转子振动信号消噪方法研究

为提高转子振动信号消噪方法的性能,通过分析噪声成分和对应消噪方法的特点,提出了一种基于改进中值滤波与小波包消噪技术相结合的信号降噪新方法.该方法首先根据信号采样频率计算中值滤波器的窗口宽度,从而可以有效滤除含噪信号中的脉冲噪声和部分白噪声;然后再用阈值及其处理函数都经过改进的自适应小波包消噪方法去除残留在信号中的白噪声,最终得到信噪比提高的振动信号.通过仿真信号和转子实验振动信号的降噪处理,对新方法的性能进行了验证.降噪结果表明,该方法在有效消除混合复杂噪声对振动信号干扰的同时,保留了故障信号的细节特征,比一般的小波域中值滤波降噪方法更为有效.     

新自适应阈值的小波滤波在被动声源定位中应用

在被动声源定位研究领域,广义互相关法是应为最为广泛的一种定位方法。而基于小波滤波的广义互相关法克服了传统广义互相关法需要信号和噪声先验知识的局限性;很好地提高了相关噪声条件下的非平稳信号的定位精度。针对小波阈值滤波提出一种新的自适应阈值以获得更好的去噪效果,提高基于广义互相关法的声源定位精度。最后,仿真比较了几种自适应阈值去噪效果以说明提出的自适应阈值的优越性,并进行定位实验验证基于新自适应阈值小波滤波的被动声源定位精度得到极大改善。     

改进EMD阈值小波滤波方法

下肢自主康复训练机器人中交流伺服电机电流信号噪声严重影响电机力矩辨识精度。为解决非线性非平稳信号的滤波去噪问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)的改进阈值小波滤波算法。首先对EMD最佳去噪层数和阈值小波的阈值处理函数进行分析和改进,然后将两种改进方法相结合,最后对Matlab中的Heavy sine信号添加高斯噪声,分别利用改进方法和软、硬阈值等滤波方法进行去噪实验。仿真实验结果表明,改进算法能有效去除非线性非平稳信号中噪声信号。与EMD和阈值小波等其他滤波方法相比,本文滤波算法去噪后信噪比更大,均方根误差更小,滤波效果更好。     

基于ICEEMDAN-ACF的自适应MEMS陀螺信号去噪方法北大核心CSCD

针对基于EMD的MEMS陀螺信号去噪方法中存在模态混叠、Hurst指数筛选法和相关系数筛选法无法准确筛选含噪本征模态函数(IMF)的问题,提出一种基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解-自相关函数(ICEEMDAN-ACF)的自适应MEMS陀螺信号去噪方法。首先使用ACF自适应阈值判断信号信噪比,对于包含低能量高频成分的低信噪比信号使用小波软阈值预降噪,之后使用ICEEMDAN算法将陀螺信号分解为多个IMF和一个余项,使用ACF自适应阈值筛选噪声主导IMF,剔除噪声主导IMF后重构陀螺信号。实验表明:文中改进算法在低、中、高信噪比条件下的去噪效果均优于小波软阈值法、EMD-Hurst指数法、EMD-相关系数法和EMD-ACF法。     

小波阈值分析与EMD结合的机械设备故障诊断方法

针对采集的机械设备故障信号中夹杂着噪声干扰的问题,提出一种基于贝叶斯估计的小波收缩新阈值和EMD结合的机械设备故障诊断方法。新阈值的选取考虑了故障信号经小波变换后在不同尺度上的去噪特性,更符合噪声在各层中的分布情况;改进阈值函数对故障信号进行降噪处理,然后以互相关系数和峭度准则提取经EMD分解降噪信号的分量,突出高频共振部分,避免了IMF分量选择的盲目性。通过对仿真信号分析和实例分析,结果能够准确地检测出设备故障。     

基于样本熵的改进小波包阈值去噪算法

为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰,分析了样本熵算法与噪声的关系,提出了一种基于样本熵的改进小波包阈值去噪算法。在阈值函数方面,该方法利用样本熵作为特征参数,对含噪信号小波包系数的噪声分布进行表征,且依据此特征参数值对阈值函数进行改进,使其能够根据信号的小波包系数受噪声影响的情况进行自适应的调整;在阈值选取方面,定义去噪后信号与原始信号之差作为噪声信号的估计,利用样本熵作为判别依据,选取使得噪声估计的样本熵值最大的阈值作为最优阈值。该方法与其他方法进行对比,结果表明,该方法能够有效地去除噪声且更好地还原信号的频率特征,是一种更为优越的去噪算法。     

一种自适应小波消噪方法

为了消除噪声对被测信号的干扰,有效提取信号中的有用成分,根据信号和噪声小波变换系数的不同特性,在分析了传统阈值方法局限性的基础上,提出了一种自适应小波消噪方法.该方法首先对被测信号进行小波分解,并改进了阈值量化公式,使其具有能量分布自适应的降噪能力;然后,利用类别方差作为判别依据,选取使得类别方差最大和类内方差最小的阈值作为最佳的阈值.并根据每层分解后的小波系数进行自适应的阈值确定;最后,对信号进行重构,通过分解、阈值处理和重构等过程实现小波消噪.仿真信号和轴承故障诊断的实例结果表明该方法可在强噪声背景下消除噪声干扰,有效提取出滚动轴承的早期故障频率.     

基于CEEMDAN与自适应阈值降噪的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障信息受到噪声污染而难以识别的问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解和自适应阈值降噪(CEEMDAN-ATD)的滚动轴承故障诊断方法。首先对原始振动信号进行CEEMDAN分解;其次利用灰色关联分析法(GRA)筛选出噪声主导和信号主导的分量;然后对噪声主导分量分别进行自适应阈值降噪(ATD)处理,并与信号主导分量进行重构;最后通过分析重构信号的Teager能量谱实现滚动轴承故障的识别。采用凯斯西储大学轴承数据对所提方法进行验证,并与完全总体经验模态分解-自适应阈值降噪(CEEMD-ATD)和CEEMDAN-小波阈值降噪(CEEMDAN-WTD)2种方法作比较,结果表明,所提方法表现出较好的自适应性和去噪效果,能够较好地服务于滚动轴承故障诊断。     

改进小波包多阈值去噪法及其工程应用

针对机械振动信号提取时面临的去噪问题,在小波包多阈值准则去噪法的基础上,提出一种改进的小波包多阈值准则综合去噪方法(改进FMC去噪法)。该方法首先采用探测插值法对机床原始振动信号进行预处理,剔除受外界干扰产生的突变噪声信号;再以小波包分析为基础,根据有用信号的最小频率确定最大分解层数,并按最小代价原理确定信号分解的最佳小波包基;最后采用小波包多阈值降噪准则对振动信号进行重构,得到去噪后的机床振动信号。针对含噪blocks信号、doppler信号及模拟的含噪振动信号进行的仿真实验结果表明,改进后的FMC去噪法去噪效果优于传统方法。将该方法应用于气囊修整机振动信号分析中,结果表明,改进FMC去噪法能够有效剔除振动信号各频段的噪声,提高信号特征的可分离性。     

基于小波包和GA-LM-BP神经网络的汽轮机故障诊断

对火电厂汽轮机转子常见的各类振动故障进行识别与诊断,可以及时发现故障并进行维修与预防。在传统故障诊断的基础上,采用基于shannon熵的最优小波包基降噪算法对原始故障信号进行去噪,利用"小波包-能量法"提取信号不同频段能量构造不同故障征兆表,并对故障特征量采用GA改进的LM-BP优化算法进行训练与识别。结果表明最优小波包基降噪效果优于硬阈值去噪,改进后的GA-LM-BP神经网络在汽轮机转子振动故障诊断精度和速度上均具有明显的改善。     

基于改进阈值小波算法的汽车轮速信号处理

在汽车制动过程中,轮速信号中的噪声对制动有着直接的影响,运用小波理论可以对轮速信号中的噪声进行去噪处理。噪声的幅值随着小波变换尺度的增加会逐渐减小,而信号的幅值与小波变换的尺度变化无关。在Donoho的软、硬阈值去噪方法基础上,提出了一种新的阈值函数量化法,该方法克服了硬阈值法不连续性和软阈值法有偏差的缺点,并把它们应用在汽车轮速信号的去噪上。新的阈值函数具有物理意义清晰、表达式简单等优点。实际信号处理结果表明,这种经改进的方法可以有效地去除噪声干扰,在信噪比指标上也明显优于常用的软、硬阈值去噪算法。     

一种新的小波阈值函数去噪算法

小波阈值去噪算法是一种经典的振动信号去噪算法,但仍有一定局限性。为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰,提取信号的有用成分,本文对比分析了几种不同小波阈值去噪算法,并在经典小波阈值去噪算法的基础上改进了阈值函数,提出了一种新的小波阈值去噪算法。对模拟信号及实测风机振动信号进行去噪处理并分别与经典及改进的小波阈值去噪效果进行定量比较。结果表明:新的小波阈值函数更好地抑制了噪声污染和保持信号细节,有效地消除了背景噪声,提高了信号特征的可分离性,具有较高的实用价值。     

一种新的小波自适应阈值函数振动信号去噪算法

小波阈值去噪算法是一种经典的振动信号去噪算法,但仍有一定局限性。为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰,提取信号的有用成分,本文对比分析了几种不同小波阈值去噪算法,并在经典小波阈值去噪算法的基础上改进了阈值函数,提出了一种新的小波阈值去噪算法。对模拟信号及实测风机振动信号进行去噪处理并分别与经典及改进的小波阈值去噪效果进行定量比较。结果表明:新的小波阈值函数更好地抑制了噪声污染和保持信号细节,有效地消除了背景噪声,提高了信号特征的可分离性,具有较高的实用价值。     

基于平移不变小波的声发射信号去噪研究

小波阈值去噪算法在信号的奇异点处会产生Pesudo-Gibbs现象。平移不变小波去噪方法是对闽值法的改进，该方法可以有效地抑制Pesudo-Gibbs现象，而且能够减少原始信号和估计信号的均方根误差，提高信噪比。将该方法用于声发射信号的去噪处理，并与闽值法进行了比较。仿真结果表明该研究方法可以有效地去除噪声，提取声发射信号的特征信息，具有较强的工程实用性。