基于经验模态分解和改进小波软阈值降噪法的电站信号降噪研究

在对电站各类信号进行故障诊断时,由于其所处的复杂工作环境,采集设备得到的信号中经常包含背景中强噪声干扰,导致在后续信号关键特征的识别和处理时会出现较大困难。为降低噪声的影响,本文将经验模态分解与改进小波软阈值降噪法相结合进行电站信号的处理并进行了方法有效性验证。该方法的主要流程如下:首先,将信号进行经验模态分解,分离出若干个本征模态分量和残差。其次,对其与原始信号进行互相关分析,识别有用信号主导的分量和噪声主导的分量,并将噪声信号主导的分量进行改进小波软阈值降噪法处理后,将其与有用信号分量和残差进行重构。最后,将经验模态分解和改进小波软阈值降噪法降噪处理后的信号与传统只采用小波阈值降噪法处理后的信号进行评价,结果表明本文方法的信噪比更高、均方根误差更小、相关系数更高、平滑度更好,可有效消除背景噪声的影响。

基于虚拟仪器和小波降噪的植物电信号测量系统的设计

根据植物电信号特殊性,采用PMD-1208LS数据采集卡和HB-854A型四通道电压前置放大器、以LABVIEW为软件开发平台,结合MATLAB混合编程,运用小波软阈值降噪技术,设计了植物电信号采集虚拟仪器试验系统。并在一定的室温下,设定3倍放大,构建100HZ的低通滤波,同时对橡胶苗进行电位采集。经过初步分析,经过小波软阈值降噪后的橡胶苗电位信号为1mV左右,功率谱主要分布在0～20Hz,在10Hz处尤为突出。

基于经验模态分解和小波降噪的漏水信号滤波方法

在研究供水管道监测漏水信号的降噪问题时,提出一种基于经验模态分解(EMD)与小波阈值降噪相结合的降噪方法。该方法首先将采集到的信号进行EMD分解,得到有限个本征模函数(IMF),通过计算各IMF分量的能量值,找到含噪较多的高频信号分量与含噪较少的低频信号分量之间的界限,对含噪声较多的高频IMF分量进行小波软阈值降噪处理,再将降噪后的高频IMF分量与剩余的低频IMF分量进行重构,实现对漏水信号的降噪。经计算验证比较,处理铁管上采集的信号时,仅用EMD法降噪后输出信噪比为14.49 dB,仅用小波软阈值法降噪后输出信噪比为16.11 dB,而提出的EMD与小波软阈值结合方法输出信噪比为19.53 dB;处理PVC管采集的信号时,仅用EMD法降噪输出信噪比为3.19 dB,仅用小波软阈值降噪法输出信噪比为4.18 dB,用改进方法得到信噪比为6.19 dB,表明用改进方法监测管道漏水具有更好的降噪效果。

基于WTSD-EMDLPF的低频振荡信号降噪

针对电力系统低频振荡信号监测易受环境、设备等噪声污染问题,提出联合小波阈值软降噪和经验模态分解低通滤波的降噪方法,称之为WTSD-EMDLPF。首先,通过小波阈值软降噪滤除大部分白噪声,再利用经验模态分解低通滤波去除经验模态分解的首个固有模态分量以进一步减弱残余噪声,最后合成余下固有模态分量,重构低频振荡信号。运用数值信号算例、IEEE四机两区域系统产生的有功功率低频振荡信号算例仿真以及北美电网实测数据的降噪实验分析,证明WTSD-EMDLPF对低频振荡信号降噪的有效性。

气流环境中纳秒脉冲沿面介质阻挡放电的特性

纳秒脉冲沿面介质阻挡放电在流动控制领域有很好的应用前景,研究纳秒脉冲沿面介质阻挡放电特性对于认识纳秒脉冲放电的物理过程具有重要意义。首先建立了沿面介质阻挡放电的电路模型,并基于小波软阈值降噪法对实验获得的纳秒脉冲电压和回路总电流波形进行降噪,然后根据对所建立的电路模型的分析给出了放电电流的计算方法,进而研究了气流环境中不同脉冲电压幅值、脉冲重复频率和脉冲极性下的放电电流、电荷传输和沉积能量特性,并进行了分析。结果表明:单个脉冲的上升沿和下降沿各存在一次放电;放电电流、最大传输电荷量和沉积能量特性存在极性效应,且正相关于施加脉冲电压幅值;最大传输电荷量和沉积能量随重复频率的增加先减小后增大,且重复频率对放电电流的峰值和宽度有影响。该研究有助于对纳秒脉冲沿面介质阻挡放电发展过程的研究,并为瞬时沉积能量的计算奠定基础。

一种高精度超声测距系统设计

基于超声走时法的超声测距精度依赖于声速和超声到达时间测量,据此设计了大发射功率、高频率超声发射模块,以实现较大的超声测量距离同时具有较高的分辨率,设计了具有放大倍数可调的二级精密仪表放大电路和高品质因数的滤波电路的超声接收模块,以适应不同的测量范围,并抑制共模干扰信号和其他频率信号的干扰,采用小波软阈值降噪来判定超声首波到达时间,并采用标准距离测量来确定环境声速。实验结果表明,该系统在1m范围内精度高于1mm,5m范围内精度高于1.7mm,实现了较高的测量精度。