小波神经网络在海底石油管道漏磁缺陷检测中的应用

海底管道漏磁检测信号处理的主要任务是根据霍尔传感器检测到的缺陷的漏磁信号识别缺陷的形态参数,噪声消除和缺陷识别是其中的关键问题。利用噪声信号和测试信号在各个尺度上波谱的不同特征,基于小波变换来消除管道漏磁检测中的噪声信号,并根据正交小波多尺度多分辨率特点,把信号分解成各相互独立的频带,构建一个小波神经网络系统,通过输入漏磁信号的特征量识别缺陷的参数。漏磁检测数据处理实验表明该小波变换能较好地去除检测信号中的主要噪声,所建立的缺陷识别小波神经网络系统具有收敛速度快、逼近精度高等特点。     

小波神经网络在海底石油管道漏磁缺陷检测中的应用

海底管道漏磁检测信号处理的主要任务是根据霍尔传感器检测到的缺陷的漏磁信号识别缺陷的形态参数,噪声消除和缺陷识别是其中的关键问题。利用噪声信号和测试信号在各个尺度上波谱的不同特征,基于小波变换来消除管道漏磁检测中的噪声信号,并根据正交小波多尺度多分辨率特点,把信号分解成各相互独立的频带,构建一个小波神经网络系统,通过输入漏磁信号的特征量识别缺陷的参数。漏磁检测数据处理实验表明该小波变换能较好地去除检测信号中的主要噪声,所建立的缺陷识别小波神经网络系统具有收敛速度快、逼近精度高等特点。     

基于小波阈值降噪的既有砌体承重墙基本频率识别

识别既有砌体承重墙的基本频率对结构安全性评估有重要意义.为了降低噪声对动力测试信号和基本频率识别结果的不利影响,首先通过人工带噪信号分析获得小波阈值降噪方法的优化参数,再通过拟静力试验在墙体模型中实现不同的损伤,通过环境激励获取加速度信号.分别基于原始加速度信号和小波阈值降噪处理后的加速度信号,获得功率谱密度函数,再运用峰值点法识别基本频率.结果表明,采用优化参数进行小波阈值降噪后,基本频率识别结果的变异性更小.所采用的方法可通过降低噪声影响来提高带损伤砌体承重墙的基本频率识别效率,为既有砌体结构安全性评定提供基础数据.     

噪声环境下基于小波熵的声发射识别

针对声发射技术在旋转机械故障检测中的强噪声干扰问题,提出了一种基于小波熵的声发射检测算法.该算法首先给定一个合理的阈值.对声发射信号进行小波分解.然后进行分帧处理,使信号在较短的时间间隔内保持特性基本不变,从而求出每一帧信号的小波熵.通过比较每一帧信号的小波熵值与阈值的大小,判断该信号为声发射帧还是噪声帧.为了检验算法的检测效果,在转子实验台上获得碰摩声发射信号.并在测试数据上叠加不同信噪比的高斯白噪声和非平稳噪声,进行声发射识别.实验结果表明:该算法具有较高的识别正确率;在低信噪比环境下,通过调整阈值的可调参数可以有效提高识别的正确率.     

基于反射的L(0,1)导波的分段式管道腐蚀定量监测方法研究

腐蚀导致管道壁厚减薄，进而降低管道的强度和完整性，威胁管道的运行安全.提出了一种基于反射的L(0,1)导波的分段式管道腐蚀定量监测方法.通过分析不同壁厚下管道中L(0,1)导波的变化规律，提出使用反射的L(0,1)导波走时变化作为壁厚损失敏感特征，建立了反射波走时变化与壁厚损失的理论关系，根据实测的反射波走时变化和该理论关系量化管道壁厚损失.开展了实验研究，在管道上激发L(0,1)导波，使用实测的反射波走时变化评价管道壁厚损失，并结合理论关系得到对应的壁厚损失.结果表明：通过反射波走时变化可以灵敏识别和准确量化管道壁厚损失，由反射波走时变化评估的壁厚损失与超声测试值较为一致.与已有的导波方法相比，所提方法提高了对管道壁厚损失的分辨率和量化精度.而且，该方法克服了超声测试只能逐点扫描，检测精度受多种因素影响，无法远程实时在线定量监测管道壁厚损失的不足.     

线性离散系统间歇故障的鲁棒检测方法

针对一类存在未知扰动、过程噪声和测量噪声的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故障检测问题.设计了降维未知输入观测器的输出,通过引入滑动时间窗口构造了截断残差信号,使得该残差信号对未知扰动解耦而对间歇故障敏感;针对间歇故障的发生时刻和消失时刻,分别提出了2个假设检验,在给定误报率和漏报率的情况下,分别定量确定了间歇故障发生时刻和消失时刻的检测阈值以满足检测性能要求,并在概率框架下分析了间歇故障的可检测性.同时,在某卫星模型上对所提出的方法进行了仿真验证.结果表明,所提出的方法能够快速、准确地检测出间歇故障的发生时刻和消失时刻.     

基于K均值聚类的油气管道漏磁缺陷标记方法

为了提高漏磁数据缺陷区域标记能力,将聚类算法应用于漏磁检测数据分析中,提出了一种基于K均值聚类的管道漏磁缺陷信号标记方法,并进行了不同口径和不同壁厚管道检测试验验证。结果表明:该方法可有效识别出漏磁数据中的缺陷区域,识别准确度满足工程要求。由于该方法无需根据检测器和管道情况单独设置阈值,因此其具有较广泛的适应性。     

基于互相关函数的滚动轴承故障诊断方法研究

随着互相关系数结合共振解调方法广泛应用于滚动轴承故障诊断领域,这类方法逐步暴露出一些问题,如互相关系数方法需要借助其它算法降噪、互相关系数作为一个指标需要人为设置阈值等,这些缺陷导致该方法在很多状况下对轴承故障特征提取的效果并不理想.因此,本文提出了基于互相关函数的自适应共振解调方法,利用互相关函数降噪和突出同频信号的特性不仅可以摆脱对人为因素的依赖,而且可以进一步削弱所选共振带内部噪声,从而使故障特征频率更加明显.通过对这一新方法的精度测试与鲁棒性测试,表明了该方法不仅能够提高噪声干扰条件下的轴承故障诊断精度,而且对带通滤波器失效与任意一路信号源自身突发性故障具有良好的自适应能力.     

基于EMD的桩基缺陷信号去噪改进研究

针对桩基检测环境复杂,存在复杂噪声的问题.提出一种基于峭度准则和信号相关性分析的经验模态分解(EMD)去噪改进算法,通过峭度准则判断分量包含特征信息的多少,通过信号相关性分析判断分量是否为噪声分量,利用改进EMD时空去噪方法对信号进行第一次去噪,在此基础上,利用EMD小波阈值法对信号进行二次去噪,两次去噪构成本文完整的基于EMD的信号去噪改进算法.实验仿真显示该去噪方法对于桩基微弱信号在保留信号特征信息的前提下取得了显著的去噪效果.信号的去噪效果将直接影响到桩基缺陷信号的识别检测,具有重要的应用价值和研究意义.     

应用统计模型的地震信号端点检测方法

分析了随机信号的相关性，建立了噪声的相关性统计模型。提出了信号自相关系数相似距离的概念，证明并讨论了噪声和信号之间的可辨别“自相关相似距离”，据此总结出基于相关系数的地震信号端点检测方法，并给出了算法的具体实现步骤，阐述了检测阈值的确定方法，并对用此方法以及人工检测法得到的实验检测结果进行了比较。结果表明，即使在较低的信噪比条件下，采用本算法仍能较准确地检测出地震信号的端点位置。     

RS码及卷积码在PDS水声通信体制中的应用

Pattern时延差编码(PDS：Pattern time Delay Shift coding)水声通信体制能有效地抑制水声通信中多途扩展引起的信号波形畸变对通信性能的影响,而RS码具有与PDS通信体制结合的先天优越性。为进一步降低水声通信系统的误比特率,提出将RS码与PDS通信体制结合,并对RS码在PDS水声通信体制中的性能进行研究。对挑选的RS码与常用的卷积码在PDS通信体制中的性能进行了仿真对比。结果表明,RS码在PDS通信体制中的性能远优于卷积码,对系统性能有明显提高。     

袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型

为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维ReynoldsAveraged Navier-Stokes (RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性.     

一种基于神经网络的小波域音频水印算法

提出了一种基于小波分解和神经网络的数字音频水印算法，先对音频信号进行小波分解，将数字水印嵌入到音频信号的小波域低频重要系数中，同时通过调整多层前馈神经网络的权重逼近原始音频信号与数字水印之间的关系，然后在接收端用训练好的神经网络提取水印。实验结果表明，嵌入水印的音频信号没有明显的听觉失真；经过噪声干扰，低通滤波，有损压缩，重新采样等信号处理后，相关函数检测具有显著的二值分布特征，且相关系数均达到0．72以上，与其他方法相比，该算法在提取水印时无需原始音频信号，具有运算量低和鲁棒性强等优点。     

一种置换DCT域中频系数的盲水印算法

该文提出的置换DCT域中频系数的盲水印算法不仅突破了传统的水印嵌入公式,如加性算法,而且很好地解决了被提取水印中含有原始图像DCT系数,从而影响检测准确性的问题,并给出了验证。为了满足鲁棒性和不可感知性之间的平衡,使用人类视觉模型自适应地调节水印的嵌入强度。实验证明,该方案不仅对信号处理攻击有强的鲁棒性,而且对几何攻击也具有一定的鲁棒性。     

TCM在Pattern时延差编码通信体制中的应用

Pattern时延差(PDS:Pattern time Delay Shift)编码通信体制具有很好的抗多途干扰能力,但传输过程中仍存在一定的误码.为提高该体制的抗噪声能力,将网格编码调制(TCM:Trellis-Coded Modulation)技术与PDS体制结合使用,对信息进行网格编码调制和维特比软判决译码.实验...     

Pattern差分编码水声通信研究

在Pattern时延差编码（PDS）通信体制的基础上,提出了Pattern差分编码方案.该方案将信息调制在相邻Pattern码的时延差上,减小了平均码元宽度,提高了通信速率.该方案通过码元分割降低了多途干扰,差分解码方式使其具有抗多普勒能力.现场试验中,定点通信实现了无误码传输,证明该体制能抑制多途干扰;移动通信误码率较低,证明该体制具有良好的抗多普勒能力.     

基于快速沃尔什-哈达码变换的WCDMA卫星信号检测算法

WCDMA(wideband code division multiple access)是LEO(low earth orbit)卫星中的一种多址机制,WCDMA卫星信号的同步检测是该信号正确解析的基础。在已知扰码的情况下,使用导频信道进行相关检测能够提高无线帧同步的准确性。在已有的相关检测的基础上,根据FFT(fast fourier transform)快速相关的思路,给出了一种基于FWHT(fast walsh-hadamard transform)的WCDMA卫星信号快速检测的算法。该方法减小了相关检测的计算量,从而降低了算法复杂度。仿真结果显示,该算法很好的提高了相关检测算法的效率。算法具有高效性和可行性,能够满足WCDMA卫星信号快速检测的需求。     

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.     

基于盲源分离理论和人类听觉掩蔽效应的数字音频水印方法

将盲源分离理论应用于数字音频水印技术,以达到在宿主信号未知的情况下分离出嵌入水印信号的目的;把生成混沌序列的初始值和宿主信号的时、频掩蔽信号作为密钥信息,生成嵌入水印信号,充分保证了水印检测的安全性;引入人类听觉系统(human auditory system,HAS)掩蔽效应的概念,使嵌入水印信号完全自适应于宿主信号,以提高算法的鲁棒性.实验结果表明,嵌入水印的音频信号没有明显的听觉失真,满足了音频水印不可听性的要求;经过低通滤波、重采样、添加噪声、剪切和mp3压缩等攻击后,嵌入水印信号和分离出的水印信号之间的相关函数较进行频域和时域掩蔽作用之前,具有更加明显的二值分布特征,算法的鲁棒性明显优于掩蔽作用之前;同时,该方法无需外加同步信息,就可以取得良好的同步效果.     

多通道并行TD-LTE小区搜索架构设计与FPGA实现

移动终端通过小区搜索完成与网络的接入工作.为了更快地完成时分长期演进 (time division long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程,与传统数字信号处理(digital signal processing,DSP)串行模式对比,从速度和面积两方面综合考虑,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的多通道并行小区搜索架构.主要工作集中在小区搜索整体方案设计和FPGA硬件实现上,在算法上对整个小区搜索算法架构进行了改进,同时根据硬件需求,利用以时钟换取速度的思想对FPGA硬件实现架构进行了优化.采用多通道并行高速乘法器进行序列相关检测和动态门限配置的方法,大大缩短了TD-LTE小区搜索的处理时间.并以Altera的EP4SGX230KF40C2 芯片作为硬件平台进行了Modelsim功能仿真、板级验证等工作.实验结果表明,该设计方案的处理速度和数据精度均满足TD-LTE 系统测试要求,性能远优于传统的DSP架构模式,可以应用到实际工程中.