基于小波包和独立分量分析的微弱多源故障声发射信号分离

针对旋转机械设备中同时存在的裂纹、摩擦等多故障源信号难以检测和分离的问题,提出了一种基于小波包分析(WPA)与独立分量分析(ICA)的多源故障信号提取方法,即首先用WPA对含噪线性混合信号降噪预处理,由db2小波基函数进行5层分解后保留62.5~187.5kHz频段信号,然后采用ICA中的FastICA算法对降噪后的混合信号分离,最后对各通道分离出的信号用收缩函数进行频段内去噪处理.对不同输入信噪比的含噪微弱裂纹和摩擦信号进行提取和分析的结果表明,该方法能有效提取出输入信噪比大于-15dB的裂纹和摩擦信号.当混合信号信噪比为-15dB时,裂纹和摩擦信号的输出信噪比分别为-1.31和-1.36dB,相关系数分别为0.62和0.63,提取效果好于结合小波包和FastICA分离方法(信噪比分别为-1.74和-2.06dB,相关系数分别为0.59和0.59)以及单独采用FastICA算法(信噪比分别为-4.57和-4.31dB,相关系数分别为0.17和0.19).因此,所提出的综合WPA和ICA的方法是一种较好的多源微弱信号提取方法.     

EMD与ICA相结合的复杂转子系统早期故障诊断

为了提取复杂转子系统微弱故障信息,对其早期故障进行预知诊断,针对某型涡桨发动机的减速器传动机构接连发生的齿轮毂裂纹故障问题,通过布置多组加速度传感器对多组正常齿轮毂和预制早期裂纹故障的齿轮毂进行正常试车下的振动信号采集。采用EMD(empirical mode decomposition)方法把测试信号分解成多个IMF分量,选取合适IMF分量利用基于非高斯性极大的ICA(independent component analysis)固定点算法进行混合再分离,得到了信息较为独立的特征分量。通过对特征分量进行解调分析得到能清晰反应故障状态的调制信号信息。结果表明基于EMD与ICA相结合的特征信号分离提取技术加包络解调法能有效地识别复杂转子系统早期故障信息。     

基于改进PSO的ICA方法分析重力固体潮信号

为了从重力固体潮信号中提取地球物理信息,介绍了一种重力固体潮信号分解模型.在分解模型中,重力固体潮信号分解为赤道平面信号分量及地球自转轴信号分量.为了提取与分解模型相一致的地球物理信息,提出用独立分量分析(ICA)方法将重力固体潮信号中的赤道平面信号分量与地球自转轴信号分量分离.鉴于ICA存在收敛速度慢及局部搜索等特点,提出了一种基于惯性因子ω的改进粒子群优化算法(PSO)来解决ICA中的全局寻优问题.通过仿真实验分析可知,本文提出的改进粒子群的独立分量分析算法可以获得与分解模型相一致的信号分量,并且从各分量中可提取出与地球产生机制相一致的地球物理信息,是一种分析重力固体潮信号的有效方法.     

基于广义伽玛分布的灵活独立分量分析算法

针对基于拉普拉斯分布灵活独立分量分析算法收敛速度较慢的问题,提出了一种基于广义伽玛分布的灵活独立分量分析算法,该算法把广义伽玛分布概率密度函数作为语音信号概率密度函数的估计,得到一个更加适合语音信号分离的激活函数。将推导出的激活函数应用于独立分量分析(ICA)的自然梯度算法中进行了计算机仿真实验,验证了算法的收敛性能和分离性能。     

基于ICA和波束形成的快速收敛的BSS算法

独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)的BSS算法是一种分离信号的有效方法,但是该方法在进行非线性优化时收敛速度较慢.针对这一问题,本文介绍了一种新的BSS算法,即基于ICA和波束形成的混合算法,该算法比通用的基于ICA的BSS算法具有更好的分离性能,并且由于在ICA中利用了零波束形成,因而有效地改善了算法的分离性能和收敛性能.实验结果表明,该算法适用于混响情况.     

基于EMD和ISA方法的轨道车辆动态应变信号去工频干扰研究

针对轨道车辆动态应变信号实际通道数量小于源通道,无法直接应用独立分量分析(ICA)方法降噪的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)和独立子空间分析(ISA)的去除工频干扰的方法.首先对信号进行EMD分解得到本征模态(IMF),再对结果进行ICA分析,得到独立分量,然后对独立分量进行层次聚类将原信号分解到不同的子空间中,从而达到分离噪声的目的.实验结果表明该方法降噪效果优于传统滤波算法,处理后的信号损伤值高于带阻滤波值处理结果,使寿命评估结果偏向于安全,证实了将其应用于去除轨道车辆动态应变信号中工频干扰的可行性.     

微弱裂纹信号的ICA盲源分离提取

针对机械设备关键基础部件早期故障信号提取困难这一问题,提出了一种基于独立分量分析(ICA)的盲源分离去噪方法。采用Fixed-point ICA算法和基于负熵的判据,对不同信噪比下金属裂纹信号进行提取。研究结果表明,此方法受噪声强度及信号频段的影响比较小,可有效提取出所需信号;且获得的信号波形失真很小,是一种较好的微弱信号提取方法。     

基于独立分量分析（ICA）的通信信号盲侦察技术

在通信对抗中，由于电磁环境的复杂性和通信信号调制方式的多样性，我们事前无法确知接收信号的任何信息，给通信侦察带来了极大的困难.为解决复杂多信号环境下的通信侦察难题，作者提出了一种采用独立分量分析（ICA）技术，对原始信号进行盲分离，然后分别对分离的各个信号进行后续处理的盲侦察技术.在介绍ICA技术的基础上，采用基于自然梯度的ICA算法(EASI算法)对分离效果进行了仿真.仿真结果表明，采用该方法在无需任何先验知识的情况下（如载频、信号带宽、调制样式），可以很好地分离出原始发射信号，为后续信号处理（如分析识别、解调等）奠定了基础.     

基于神经网络正向模型和遗传算法的涡流检测自然裂纹形状重构

提出了一种基于神经网络正向模型与遗传优化算法从疲劳裂纹涡流检测(eddy current testing, ECT)信号重构裂纹形状的方法.人工制作了疲劳裂纹试样,利用一种小波分析方法对采集的疲劳裂纹ECT信号进行了去噪预处理并提取了信号特征.随后通过破坏性检测方法获得了裂纹的真实形状.在建立疲劳裂纹参数化模型基础上,利用经过处理的裂纹ECT信号和裂纹形状参数样本库对径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络进行训练.遗传算法首先创建大量表示裂纹形状参数个体的初始种群,输入经过训练的神经网络,得到对应的ECT预测信号,然后运用遗传策略进行迭代反演优化,搜索裂纹形状最优解.重构结果表明该方法具有快速、精确的优点.     

基于FastICA的语音盲源分离方法

独立分量分析（ICA）在处理盲信号分离中被广泛使用,但其收敛速度较慢.为此文章重点介绍了一种更为有效的盲源分离方法——快速独立分量分析(FastICA).文章在介绍了FastICA的基本理论和方法之后,将其应用到语音分离中.在采集了三个实际的声音信号后,将三个原始信号进行混叠,在matlab仿真环境下用FastICA方法对混叠信号进行分离,将分离结果与原始信号波形进行比对,结果说明该算法具有良好的分离效果.     

独立分量分析及其在ERP提取中的应用

利用ICA可将混合在观测信号中的相互独立的源信号分离出来的特性,针对脑电信号及其事件相关电位(ERP)的特点,提出一种基于ICA的ERP快速提取算法,并应用于仿真数据分离和实际脑电信号ERP提取.实验结果表明,该算法具有较强的稳健性和实用性.     

基于独立分量分析的缺陷信号除噪

独立分量分析ICA是一项新兴的阵列信号处理方法,在简要介绍ICA概念和定点算法的基础上,将ICA的定点算法应用到缺陷信号除噪中。仿真试验结果表明,ICA的定点算法除噪效果优于传统的数字滤波器,它在缺陷信号除噪中具有较大的应用潜能。     

应力腐蚀裂纹涡流定量检测的多目标评价方法

足够精度的应力腐蚀裂纹无损定量方法研究,对确保核电站等大型结构的安全、高效运行具有重要应用价值。但是,由于微观结构复杂,应力腐蚀裂纹涡流定量检测常出现欠评估和多个极值的问题。为了充分利用多频涡流检测信号信息,提高重构精度,提出了应力腐蚀裂纹定量的多目标评价策略和求解多目标优化的ε-约束法。几个模拟的应力腐蚀裂纹重构结果表明,所提策略在提高应力腐蚀裂纹深度的定量精度上是有效的。     

组合型算法在涡流检测逆问题中的应用

涡流检测逆问题的求解至今仍然缺少成熟的理论体系和快速可靠的算法,是无损检测的难点之一.数值计算结果表明,不同的缺陷参数对缺陷信号的影响有很大不同,如果采用相同逆策略进行重构则会由于收敛速度的不同而导致重构结果误差较大.为此,利用基于共轭梯度法和粒子群算法的组合型算法,对裂纹形状参数和电导率分别进行重构,提高了逆问题求解的效率和精度.数值实验结果验证了新方法的有效性.     

基于信息论的盲源信号分离在呼吸信号分离中的应用研究

从混合观测数据向量中恢复出不可直接观测的各个源信号是阵列处理和数据分析的典型问题,独立分量分析是解决这一类问题的新技术.基于信息论算法中主流的Fast ICA算法能够对几组不同的信号进行分离,和其他算法相比有一定优越性,能完整地分离出肌电信号中含有的呼吸信号.     

基于EMD改进算法的欠定混合盲分离

为改善拟合效果,针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法存在的端点效应,提出一种改进的EMD算法——端点极值延拓方法.利用改进的EMD算法对观测信号进行分解,将分解分量连同之前的观测信号构成新的观测信号,从而将欠定情况转化为超定情况,最后利用独立成分分析(independent component analysis,ICA)算法得到源信号的估计.通过仿真实验对比,证明了本文算法的有效性.     

基于独立分量分析的遥感影像分类方法

多光谱遥感影像反映了不同地物的光谱特征,其分类是遥感应用的基础。独立分量分析对未知的源信号的混合信号进行估计,可以获得相互独立的源信号的近似。独立分量分析利用了信号的高阶统计信息,对于多光谱遥感影像而言,其去除了波段影像之间的相关性,获得的波段影像是相互独立的。最后通过TM遥感影像数据的分类试验,验证了基于独立分量分析的线性光谱混合分析模型应用于多光谱遥感影像非监督分类的有效性。