基于独立成分分析的钻头振动信号识别方法

在海上丛式井井眼防碰监测中,风险邻井套管头检测到的钻头振动信号受到平台噪声干扰,针对钻头振动特征信号难以分离识别的问题,提出了一种基于独立成分分析(ICA)分离同频率范围信号的方法。首先对采集到的信号作限幅滤波处理以滤除部分干扰噪声,然后应用ICA方法分离获得不同源的若干路独立信号(其中包含钻头振动信号),根据独立信号时-频特征分析,结合先验知识实现钻头振动特征信号的识别。通过丛式井防碰现场数据表明该方法可以有效地分离识别钻头振动信号,以提取出信号的能量为标准,能够准确判断钻头趋近风险井套管程度,达到在防碰预警目的。     

基于钻头运动诱发套管头振动信号检测的井眼防碰监测方法

针对海上加密调整井的井眼防碰问题,设计了一种井筒防碰地面监测预警系统,并进行了现场应用。系统利用加速度传感器监测通过套管传输到套管头上的钻头振动信号,利用数据采集、信号滤波放大和专门编制的监测软件记录分析传感器采集的振动信号,通过对信号的时域、频域分析,确定信号特征与井间相对距离的关系,识别钻头对风险井套管的趋近或碰撞。应用结果表明,该系统能有效感知通过地层、套管传输到套管头的钻头振动信号,并能识别出钻头对风险邻井的趋近,验证了系统在设计理论和方法上的可行性,为加密调整井的井眼防碰、保证钻井安全提供了一种有效的手段。     

基于振动监测的浅层钻头位置预测模型

为加强丛式井井眼轨迹的控制与监测,基于钻头破碎岩石的振动信号,建立了浅层钻进时的钻头位置预测模型。通过研究钻头钻进时的振动特征和振动波在套管与地层中的传播衰减,认识到根据套管头处采集的振动信号能量来确定井筒之间的距离,进而实现钻头位置的场强定位是可行的。结合风险井的井眼轨迹测量数据和圆周测距定位算法,推导得出了钻头大地坐标的计算方法。根据渤海某平台的现场监测数据,利用所建模型计算得到了正钻井井眼的三维轨迹,将计算所得井眼轨迹与实际井眼轨迹进行对比,结果显示,该模型可以在一定条件下有效定位钻头位置,确定钻头走向,为防碰预警提供依据。     

ICA在地震数据叠前噪声消减中的应用

为了消除地震勘探数据中的噪声,引入独立分量分析(ICA)方法到地震资料处理中提高资料的信噪比。文中阐述了ICA的基本原理,并根据地震记录中的有效信号和干扰信号的特点,提出了地震数据叠前噪声消减的S-ICA理论模型。经在受干扰小的地震仪器测试数据上人工叠加规则干扰噪声、随机噪声,以及攀枝花某矿区实测浅层地震数据的S-ICA分离仿真验证表明,该模型既能有效地除去干扰噪声,又能完整地保留有效信号,具有一定的实用价值。     

独立分量分析在单一信号中的去噪问题

多源激励情况下,从传感器阵列输出的高维响应中分离、识别不同振源的性质,对于大型结构振动分析及其状态监测与健康评价有着重要的意义.传统的去噪方法都存在信号的失真问题,从信号的独立性出发,采用ICA分离噪声信号,保证了信号的真实性,针对单一信号进行仿真,证实了ICA去噪的有效性.     

经验模式分解在汽轮机局部碰摩故障信号分析中的应用

采用经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,简称EMD）方法对汽轮机转子局部碰摩振动信号进行分解,实现碰摩、噪声和背景信号的分离,从而提取局部碰摩振动信号的故障特征．分析结果表明,对具有局部碰摩故障的汽轮机振动信号进行EMD分解得到的内蕴模态函数（IMF）具有明显的碰摩特性．EMD方法可以有效地应用于汽轮机转子局部碰摩故障诊断中．     

快速定点独立分量分析在盲源分离中的应用

独立成分分析（ICA）在国内尚属一门新型的方法。本文介绍了快速定点独立分量分析的原理和算法,并介绍了该算法在盲源信号分离中的具体应用,并将此方法与主成分方法（PCA）进行了比较。文中通过实例给出了这种方法的应用效果。结果表明,ICA在盲源信号分离中是一种很有潜力的方法。     

基于变分模态分解与独立分量分析的轴承故障特征提取方法

针对滚动轴承早期故障振动信号能量小且易受背景噪声干扰,从而导致故障特征提取困难等问题,提出基于变分模态分解(VMD)与独立分量分析(ICA)相结合的故障特征提取方法;该方法首先将原始故障信号进行VMD,得到若干正交的本征模态分量(IMF),然后依据峭度准则对分解后的信号进行分组重构,作为ICA的输入矩阵,最后采用Fast ICA算法实现故障信号与噪声信号的分离,从而提取机械故障特征信息;将轴承故障数据作为研究对象进行故障特征提取,并与集成经验模态分解-独立分量分析(EEMD-ICA)方法对特征信号的提取效果进行对比。结果表明,基于VMD与ICA的轴承故障特征提取方法提高了分解效率,解决了信号易受噪声干扰的问题,实现了轴承故障的精确诊断。     

井眼防碰监测技术在南海油田W9H的应用

目前,海上石油资源的勘探开发已进入一个新的阶段,丛式井、大位移井及水平井的应用正变得越来越普遍,特别是加密调整技术的应用,增大了井眼交碰风险,对钻井和油田正常生产构成了潜在威胁。利用定向井防碰地面监测系统在南海油田某区块的W9H实施钻井防碰监测,取得了良好效果。本文对该井防碰监测过程中不同工况条件下的信号特征进行识别、归纳,为定向井防碰地面监测系统和防碰工艺技术的不断完善提供技术与实践支撑。     

一种提高诊断信息质量的方法

针对工程实际中噪声干扰、不同源信号之间的混叠及信号的信噪比低，造成信号分析和特征提取难的问题，研究了采用连续小波变换（CWT）和独立分量分析（ICA）的方法对滚动轴承的声音信号进行了消噪和分离，从而提高了诊断信号的信噪比，保证了故障的确诊。通过仿真实验和实例分析，验证了该方法的有效性。     

基于ARM嵌入式平台的雷达数据采集系统

针对雷达接口信号测试复杂问题,提出了基于ARM9系列嵌入式平台作为硬件开发平台的雷达数据采集系统。将采集系统按照便携式数据采集系统和数据管理及分析系统两大分系统进行了详细阐述。     

基于小波变换的弱信号检测方法研究

介绍了小波变换原理,对利用小波变换实现弱信号检测的性能进行了分析,并利用仿真结果说明小波变换能提高信噪比。     

吉布斯现象的MATLAB实现

在信号分析中,复杂周期信号可用一定的数学工具将其展开为一系列的谐波信号,反过来,一系列的谐波信号可合成得到相应的周期信号.用Matlab编程,实现了信号的合成,吉布斯现象的效果相当明显.     

超宽带在煤矿井下穿透障碍物杂波信号的抑制方法

传统的奇异值分解、主成分分析、独立成分分析等谱分析方法很难分离目标信号和杂波信号。根据煤矿井下杂波信号起伏较大的特点,利用经验模态分解与参考独立分量分析(ICAR)联合抑制超宽带在煤矿井下穿透障碍物杂波信号。仿真结果表明:改进的ICA-R方法抑制杂波效果显著,分离出的目标回波幅度得到提高,消除了杂波区域中起伏信号的影响。该方法可以抑制杂波对目标信号的影响,有效地分离出目标信号。     

低频微弱信号高精度检测研究

复杂环境下高精度检测低频微弱信号非常重要,本文针对目前低频微弱信号检测系统精度低、检测方法繁琐、仪器价格昂贵等问题,设计了一种用于500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级低频微弱信号高精度检测系统.对实际环境中低频微弱信号测量的噪声源及抗干扰措施进行了理论分析;其根据低频微弱信号特点和抗干扰措施设计了一种低频微弱信号高精度检测系统;最后,通过调试实验和人体脉搏信号测试验证了检测系统的性能.测试结果表明,该检测系统能够实现500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级的低频微弱信号检测,检测误差低于0.5%;人体脉搏信号检测输出信噪比为（60±2） dB,均方根误差小于5×10-4,信号细节特征信息完整.由此得出,该检测系统具有精度高、抗干扰性强、稳定性好、实用性强、操作简单、价格低廉等特点.      

Linux不可靠信号与可靠信号的比较实验

描述了一个用于比较Linux系统中可靠信号与不可靠信号实验的设计。首先，简要描述了UNIX／Linux信号机制以及不可靠信号和可靠信号，然后根据不可靠信号与可靠信号的特点给出了几个用于比较二者差别的程序，接着考察了在使用libc6的Linux系统中无法正确观察到不可靠信号实验现象的问题并给出了一个解决方案。     

计算机扬声器发声的控制

研究了PC机主板上8253、8255芯片的软件控制过程，作为实例，设计程序控制扬声器发声，并且实现音调高低、声音长短的可编程控制，从而利用此方法可实现音乐的编程设计。     

最佳剖面准则反褶积方法的研究

本文提出了一种用于石油物探资料数字处理的最佳剖面准则反褶积方法，实验结果表明，该方法确定能够改善同相轴的连续性，改善分辨率，同时能明显地提高信噪比。     

基于离散时间信号相关性的交通事件检测算法

提出了基于离散时间信号相关性的自动交通事件检测算法.将交通信息数据转化为离散时间信号并进行相关性计算,有效定位通过上、下游截面的同一组交通流.解释了互相关系数的特征,并采用仿真数据进行性能验证.结果表明:基于离散时间信号相关性的自动交通事件检测算法具有可视性且易于理解,在低饱和交通环境下表现依然稳健,具有很好的适应性.     

基于小波变换的奇异信号检测研究

奇异信号的奇异点经常携带有比较重要的信息,它是信号的重要特征之一.证明了小波变换能用来检测信号的奇异性,利用小波变换模的极大值和信号奇异点的关系,可以分析信号局部奇异性.信号局部奇异性用李氏指数来描述.研究了奇异性检测小波基的选择条件.给出了实例分析,结果表明,小波变换在信号奇异性检测和局部化分析方面具有优异特性.