本文關(guān)鍵詞：基于盲分離的煤巖破裂聲發(fā)射信號提取方法的研究　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 煤巖 聲發(fā)射 ICA 小波去噪 稀疏編碼收縮

【摘要】：煤巖在受應(yīng)力變形破裂時(shí)會(huì)以聲發(fā)射信號的形式向外釋放能量,通過分析煤巖破裂聲發(fā)射信號的特征預(yù)測煤巖受力狀態(tài)、煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)程度,并通過對煤巖體聲發(fā)射源進(jìn)行定位,預(yù)測突出位置,提前預(yù)測預(yù)報(bào)災(zāi)害,因此,聲發(fā)射信號可作為礦井安全預(yù)警的研究對象。然而礦井環(huán)境下噪聲多樣,并且混雜著掘進(jìn)開采時(shí)的破裂聲發(fā)射信號,此類信號特征與災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測的聲發(fā)射信號特征近似,且頻譜重疊,因此,對于獲取的聲發(fā)射信號首先要去除掉各種背景噪聲干擾,并進(jìn)一步從混雜掘進(jìn)開采時(shí)的破裂聲發(fā)射信號中準(zhǔn)確的提取有效應(yīng)力作用下的煤巖破裂聲發(fā)射信號,對于后續(xù)的工作尤為重要。在源信號以及各種干擾信號的混疊方式未知時(shí),盲源分離方法成為一種自然的選擇。本文的研究內(nèi)容如下:(1)就煤巖破裂聲發(fā)射信號產(chǎn)生機(jī)理、傳播特性、時(shí)頻特性進(jìn)行分析,并對礦井環(huán)境下噪聲來源及特點(diǎn)進(jìn)行了分析。(2)在盲源分離方法中,重點(diǎn)分析了獨(dú)立成分分析方法。關(guān)于算法應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法、獨(dú)立判據(jù)和優(yōu)化算法以及分離性能的評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行闡述。最后對三種典型的ICA算法(Fast ICA、SOBI、JADE)的分離性能進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明,Fast ICA算法分離效果最佳,更適合對于預(yù)警監(jiān)測的有效煤巖破裂聲發(fā)射信號的準(zhǔn)確提取。(3)針對傳統(tǒng)ICA算法對含噪混疊信號分離效果不佳的劣勢,采用小波去噪聯(lián)立ICA的算法。為了最大程度上恢復(fù)源信號且不失真,按照先小波預(yù)消噪,然后ICA分離、最后再小波去噪的步驟進(jìn)行。通過仿真實(shí)驗(yàn),在小波基函數(shù)和分解尺度等參數(shù)選擇合理時(shí),信號的分離性能得到提高。因此,ICA結(jié)合小波閾值降噪的方法能改善聲發(fā)射信號的提取性能。(4)小波降噪效果受小波基函數(shù)和分解尺度等因素的影響,其直接決定了最終的分離性能�；贗CA的稀疏編碼收縮算法(SCS)在去噪時(shí),直接利用信號的特征基函數(shù)進(jìn)行降噪,對信號的破壞較小,避免了小波基函數(shù)的約束,尤其在信噪比較低的情況下,SCS算法降噪的優(yōu)越性就突顯出來。另外,這種算法適合于只有單通道觀測信號的源信號提取。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,基于SCS的ICA算法相比ICA結(jié)合小波去噪的算法,更適合強(qiáng)背景噪聲環(huán)境下的煤巖破裂聲發(fā)射信號的提取。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD313;TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 廖傳軍;李學(xué)軍;劉德順;;小波再分配尺度譜在聲發(fā)射信號特征提取中的應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年02期

2 何昭水;謝勝利;傅予力;;信號的稀疏性分析[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2006年09期

3 趙旭生;聲發(fā)射監(jiān)測井下動(dòng)力災(zāi)害的噪聲處理方法[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2005年03期

4 張平,施克仁,耿榮生,沈功田;小波變換在聲發(fā)射檢測中的應(yīng)用[J];無損檢測;2002年10期

5 沈功田,耿榮生,劉時(shí)風(fēng);聲發(fā)射信號的參數(shù)分析方法[J];無損檢測;2002年02期

6 張春雷,李太任,熊琦華;煤巖結(jié)構(gòu)與煤體裂隙分布特征的研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;2000年05期

，

本文編號：1314537