基于小波包分析的结构实时损伤报警数值研究

研究了基于小波包分析的结构实时损伤报警技术．利用小波分析优良的时一频局部化特性对结构振动信号进行精细分析，从而能实时地实现结构损伤报警．以简支梁裂缝为例，将环境振动信号采用小波包分解后得到小波包能量谱，采用基于Monte-Carlo方法计算得到的能量谱极值指数和变异指数2个指标作为筒支梁裂缝损伤报警的判据．该技术不需要对整体结构进行计算分析，只需要环境振动信号．计算机数值模拟表明该技术能较为敏感地发现简支梁的微小损伤，从而证实了该技术的可行性．     

损伤识别系统中小波包信号特征量的提取

基于结构损伤识别系统,构建了耦合神经网络模型,阐述了小波包分析技术的原理和方法,对小波基的选取原则进行了分析和探讨,确定了小波基函数DbN中的N以及小波包分解尺度j;从模式识别的观点对结构损伤识别进行了分析,分析了小波包信号能量特征提取的方法。利用小波包多分辨率的特点,提出了以小波包信号成分能量特征向量为结构损伤识别的损伤特征指标,并在实验中得到了良好的识别效果。     

基于小波包能量谱和因子分析的结构损伤识别方法

为了消除环境温度对损伤识别结果的影响,提出了一种基于小波包能量谱和多元统计方法——因子分析的损伤识别方法.首先利用小波包能量谱法对结构动力响应数据进行分析,得到结构动力响应特征参数;其次建立结构动力响应特征参数的因子模型,用因子分析法去除环境温度对于动力响应特征参数的影响,并通过计算得到结构损伤指标;最后以钢结构平台仿...     

面向结构损伤预警的小波包能量谱识别参数

对Benchmark钢框架结构试验数据和润扬大桥悬索桥监测数据进行了小波包能量谱损伤预警分析,在此基础上详细考察了不同小波函数和小波包分解层次的损伤预警效果.结果表明:Daubechies小波和Coiflets小波适用于结构损伤预警,并且实际工程中应采用较大的小波函数阶次以获取较好的时域分辨能力和损伤预警能力;小波包分...     

润扬大桥悬索桥小波包能量谱识别的环境变异性

对润扬大桥悬索桥结构的实测加速度响应进行了小波包分析,详细地考察了环境激励下悬索桥实测小波包能量谱的环境变异性.分析结果表明,实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与悬索桥实测小波包能量谱存在较为明显的相关性,主要表现为环境温度的变化对小波包能量谱的影响是长期性的趋势,而交通荷载的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化.实测数据的分析结果进一步表明,环境温度和台风作用对于小波包能量谱的影响规律存在着较为明显的差异.相比模态频率而言,利用小波包能量谱可以更敏感地发现大跨悬索桥结构的振动特性变化.因此,基于小波包能量谱的结构损伤预警参数更适合于环境振动测试下的大跨悬索桥整体状态监测.     

基于神经网络与特征融合的损伤诊断方法

为了能准确地诊断复杂结构损伤是否产生以及产生的位置和程度,提出了一种小波包分解、多传感器特征融合和神经网络模式分类相结合的结构损伤诊断方法。首先,用正交小波包对多个传感器采集的振动信号进行小波包分解,并计算每个频带上的相对能量;然后把这些传感器信号的小波包相对能量融合,构成神经网络分类器的输入特征向量,从而实现损伤的诊断和评价。研究结果表明:正交小波包分解的频带能量分布能够较好地反映结构的损伤特征;特征融合能够使不同传感器的信息相互补充,减小了损伤检测信息的不确定性,使诊断信息具有更高的精度和可靠性,提高了诊断准确率。     

基于小波包能量谱的大跨斜拉桥拉索损伤预警方法

为了实现对大跨斜拉桥拉索损伤的有效预警,将小波包分析应用于结构损伤预警中.在基于小波包能量谱的结构损伤预警理论的基础上,提出了大跨斜拉桥拉索损伤的预警方法,并以润扬大桥斜拉桥为例,研究了这种方法的损伤适用性和损伤敏感性.数值分析结果表明,与频率等动力参数相比,采用基于小波包能量谱的结构损伤预警指标能更有效地发现大跨斜拉桥拉索的早期损伤,且通过对多测点损伤预警指标的分析与比较能初步实现拉索的损伤定位.可见,该结构损伤预警方法具有实用性,对结构损伤定位亦有帮助.     

基于小波包总能量变化率的体外拉索损伤识别方法

针对体外预应力拉索的损伤识别问题,建立基于小波包能量谱的拉索损伤识别指标,传统的频域计算分析方法很难对拉索的这类损伤进行有效的识别,需要从时频域进行分析. 首先,设计针对体外索结构的拉索损伤识别实验,得到不同损伤程度、不同索力和不同索长的拉索动力响应信号,并得到频率、时域和能量域的特点;其次,从小波包分解的能量域展开分析,建立小波包总能量变化率指标RES;最后,建立基于RES的拉索损伤识别流程,并进行实桥损伤识别. 结果表明,提出的损伤指标对损伤程度有较强的敏感性,能够有效地识别出体外索损伤,能够应用于体外预应力加固桥梁结构的长期监测中.     

基于小波包神经网络分析的滚动轴承故障诊断

针对轴承故障识别率低、故障信号不平稳的问题,提出了改进小波包能量特征提取和神经网络的故障诊断方法.首先利用改进小波包算法将轴承内圈、外圈、滚动体三个部位的采集信号进行三层分解与重构;然后通过小波包能量谱提取不同节点能量,形成故障特征集;最后依次建立BP和Elman神经网络故障分类模型,将所得的小波包节点能量作为特征向量输入到故障模型,进行轴承不同故障状态的分类识别.实验结果表明,本文算法可准确分类并预测轴承运行状况,提高了诊断准确率.     

胶合板加载损伤的声发射信号小波包特征提取

为识别胶合板的不同损伤类型,将小波包时频分析与能量谱相结合,提出基于时频和频段能量占比的胶合板损伤声发射信号特征提取方法。结果表明:3层胶合板表板断裂信号以膨胀波和弯曲波模式并举,频谱较宽,能量主要集中在小波能量谱的第1、2、3、4和7频段;5层胶合板表板断裂信号频率单一,幅值较高,以膨胀波为主;整板断裂主要以弯曲波模式为主,频率较低,能量多集中于第1、2频段;脱胶和3层板整板断裂信号波形为膨胀波和弯曲波混合型,弯曲波为主,能量多集中于第1、2、3、4频段。实验表明,频谱、小波包时频、小波包能量谱联合分析,能够识别各种加载破坏形式对应的声发射信号特征。     

基于小波包分解的细胞膜离子电流重构

提出了一种基于小波包算法重构离子电流信号的新方法,利用小波包分解对离子电流进行多分辨率分析,获得尺度能量分布特征信号.然后,进行小波包重构,再经过平滑滤波,恢复通道离子电流信号.仿真实验结果表明,采用小波包算法,在较低信噪比时,离子电流恢复精度高,算法收敛速度快,且具有较强的抗噪能力.     

电厂锅炉燃烧工况特征研究

分析了电厂燃烧锅炉工况诊断技术,提出了基于小波包频带能量分析方法的小波包分解能量特征提取方法.利用小波包分解技术,对稳定与非平稳的电厂锅炉燃烧压力波信号进行能量特征提取,为工况识别提供了有用信息.     

航空构件超声检测信号小波分析及小波包分析应用研究

基于小波函数的特点，从小波分解的效果，小波函数执行速度，小波降噪信噪比以及小波重构等方面，系统地分析小波及小波包在航空构件超声信号中的应用。实际应用效果分析表明，航空构件超声信号经小波及小波包处理后，提高了超声检测的灵敏度，增强了超声波检测检出缺陷的能力。从而验证了小波及小波包分析在航空构件超声检测信号处理中应用的有效性。而且小波包方法比小波方法的处理效果更为理想。     

小波变换在信号消噪中的应用

小波变换是近十年来迅速发展起来的学科,与Fourier变换相比,是一个时间和频率的局部变换.它的主要特点是将信号表示为不同尺度和不同位置的基本单元,而不同的基本单元表示原始信号中的不同信息成分,这种特点使小波变换成为一种高效的信号处理工具.讨论了小波变换消噪原理,通过对信号仿真分析,表明了小波变换在信号消噪应用中的有效性.     

小波变换和信号的时频局部分析

从信号时频分析的角度讨论了小波变换的应用,重点是多尺度分析和波包,指出了用小波包分析非平稳信号的步骤。     

厚度对含界面缺陷涂层小波包相对能量特征的影响

基于小波包相对能量特征指标,通过有限元数值模拟,分析了该信号特征对不同厚度涂层界面缺陷的敏感性.结果表明,加速度信号的小波包相对能量特征指标可以反映界面缺陷的位置及其大小,且具有涂层厚度越薄,敏感性越强的特点.     

桥梁损伤识别的小波空间变换及基函数选取的理论探讨

采用类比推理的方法建立了结构损伤识别空间信号的小波变换理论;系统的介绍了小波函数的特性;分析了工程结构损伤信号类型及其对小波函数的敏感性以及与分解尺度的关系;综合上述理论,初步讨论了工程结构损伤识别所用小波函数选取的一般规律.     

跟踪共振峰的小波包语音增强仿真研究

通过仿真实验,研究和分析了语音共振峰的子波时频特性,发现在各子带可跟踪并找到共振峰,结合听觉感知,提出了一种跟踪共振峰的小波包自适应阈值语音降噪新算法.该算法能拟合人耳听觉特性,紧密跟踪语音信号的能量变化,通过系数实时调节子带阈值,消噪同时能有效减少语音弱分量损失.仿真实验表明,相对较传统算法,新算法在低信噪比输入时,能有效提高增强语音的输出信噪比、保持较小的波形失真度、获得较好的听觉效果.     

微弱振动信号的谐波小波频域提取

为解决设备故障检测和故障预报中某些微弱振动信号难以提取出来的问题,在介绍谐波小波变换的优良特性及其基本原理的基础上,给出了谐波小波变换的实现技术.在不减少信息点数的情况下,用谐波小波变换成功地对微弱振动信号实现了频域提取与时域重构,并且实现了强噪声下微弱周期振动信号的频域提取.通过算例和工程实例,说明谐波小波方法在微弱信号的频域提取能力和精度上明显优于基于二进分解的小波方法和傅里叶分析方法,且在混有强噪声的信号提取中消除了二进小波包仍然存在的噪声泄漏,同时也显示了谐波小波变换的频域保相特性.