位场各阶垂向导数的ISVD算法及其应用

位场垂向导数广泛应用于位场数据处理与解释当中,目前求取位场各阶垂向导数方法大致可以分为两类:①在频率域进行;②在空间域进行。针对这两类方法存在着稳定性较差的问题,这里介绍了计算位场各阶垂向导数的ISVD算法,并通过对单一地质体模型和地质体组合模型产生的布格重力异常进行处理分析,证明了ISVD算法在计算位场各阶垂向导数时,特别是在计算位场高阶垂向导数时,比在频率域及空间域计算结果具有较好的稳定性,ISVD算法能够有效地识别出浅层小尺度地质体边界。为了验证该方法对实际资料的处理效果,对某区块实际布格重力异常数据应用ISVD算法试算各阶垂向导数,结合地质背景等资料划分出断裂体系。结果证明,应用ISVD算法计算的位场各阶垂向导数,对于确定浅层小尺度地质体边界有较好的效果。

使用Savitzky—Golay滤波器改进的位场ISVD算法

结合空间域和频率域计算的ISVD(Integrated Second Vertical Derivative)位场垂向导数换算算法,相对单纯的空间域或频率域方法具有较高的稳定性,但是ISVD算法在高阶垂向导数换算过程中依然会在一定程度上受到噪声的干扰,随着换算阶数的增加,噪声干扰逐级增大。为了能够在压制噪声的同时很好地保持异常真实形态,将具有异常形态高保真特点Savitzky-Golay滤波器引入ISVD算法中,通过选择最优滤波参数,在各阶垂向导数的换算过程中能够对噪声进行逐级压制,同时维持了异常的真实信息。通过模型验证了Savitzky-Golay滤波对于ISVD算法的稳定性具有明显的改进效果。

位场各阶垂向导数ISVD算法及其在Matlab中的实现

垂向导数在场分离及其确定场源体边界等方面有重要作用。介绍了计算位场各阶垂向导数的ISVD算法,并将其在Matlab中实现,给出了计算位场各阶垂向导数ISVD算法的部分Matlab源代码。研究表明,利用Matlab可以方便快速地实现ISVD算法并较为准确地获得位场各阶垂向导数。同时,与在频率域和空间域计算相比,ISVD算法计算的位场各阶垂向导数特别是高阶垂向导数,具有较好的稳定性。

基于ISVD多级降噪和SVM的轴承故障诊断研究

在强噪声背景下难以提取出滚动轴承的故障特征,导致对轴承的故障诊断准确率不高,针对这一问题,提出了一种基于小波变换、改进奇异值分解多级降噪算法与支持向量机模型的轴承故障诊断方法。首先,采用小波降噪对滚动轴承的原始信号进行了初始降噪,消除了部分的随机噪声;然后,主要通过改进相空间矩阵重构方式,对该信号进行了改进奇异值分解二次降噪,并提出了新的奇异值有效秩阶次确定方法,利用峭度对一维信号提取方案进行了优化,并对其完成了降噪;最后,通过提取了10个有效特征,结合支持向量机在MATLAB中进行了仿真实验,分析了不同特征对轴承的故障诊断结果的影响,并将方法与其他方法进行了对比分析。研究结果表明:采用多级降噪算法降低了轴承工作状态下的背景噪声,使其故障特征频率更为明显;支持向量机分类诊断器的故障识别准确率达到98.3%,能够有效地识别轴承故障发生的位置和严重程度。

位场各阶垂向导数换算的新正则化方法

位场垂向导数大量应用于位场数据处理与解释中.当前广泛采用的位场各阶垂向导数换算方法为基于Laplace方程并结合波数域和空间域方法的具有递推特性的ISVD(integrated second vertical derivative)算法.本文在位场垂向导数换算的正则化方法和径向平均功率谱的基础上,提出一种位场各阶垂向导数换算的新正则化方法.新正则化方法仅需通过分析位场径向平均功率谱来确定一个截止波数,即可稳定换算位场各阶垂向导数.理论模型和实测数据实验结果表明:(1)新正则化方法物理意义明确、计算简单,且各阶垂向导数换算的稳定性和精度明显优于ISVD算法;(2)在用新正则化方法求得各阶垂向导数的基础上,利用泰勒级数法可以获得大深度、高精度的位场向下延拓结果.