The invention discloses a noise reduction method for rub impact acoustic emission signals based on correlation coefficients and EMD filtering characteristics. The method has a good noise reduction effect on the rubbing acoustic emission signal containing white noise and pink noise, and has the advantages of being unaffected by subjective parameters, stable and adaptive results. Transmit signal with different SNR of white noise and pink noise of the invention of rub impact acoustic emission test device for collecting sound, decomposition of noisy signal EMD, calculate the correlation coefficient obtained by the decomposition of each order intrinsic mode function and the noisy signal, changes with the filtering characteristics of EMD to find the correlation coefficient of each order the intrinsic mode functions, through the reconstruction of acoustic emission signal energy is relatively large intrinsic mode function to get the denoised signal.
【技术实现步骤摘要】
基于相关系数和EMD滤波特性的碰摩声发射信号降噪方法
本专利技术涉及一种声发射信号的降噪方法,特别涉及一种基于相关系数和EMD滤波特性的碰摩声发射信号降噪方法。
技术介绍
动静碰摩是大型旋转机械的一个重大研究课题,声发射(AcousticEmission,AE)以其独特的优点为碰摩检测与识别提供了一条新的途径。与常用的振动信号相比,AE信号凭借响应灵敏,频带范围宽,频率成分丰富在旋转机械早期碰摩故障检测中具有独特的优势。但在旋转机械碰摩AE信号检测中,AE信号经常会受到实际噪声的干扰,甚至被湮没,使得对有用的碰摩AE信号的识别变得困难,所以在分析采集到的AE信号时,必须要对其降噪处理。碰摩AE信号是一种非线性非平稳信号,现阶段对非线性非平稳信号降噪较为常用、同时也较为有效的方法是小波去噪法。小波去噪法包括小波变换模极大值去噪法;小波系数相关性去噪方法和小波阈值去噪方法,从去噪效果上看,又以小波阈值去噪方法最优。但该方法需要选取合适的小波基函数、小波分解层数及阈值才能达到最好的去噪效果。因此,一种使用起来更加方便、且降噪效果更好的方法亟待提出。经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)是由N.E.Huang于1998年提出的一种新型自适应信号时频处理方法,特别适用于非线性非平稳信号的处理。其最大的优点是依据信号自身的时间尺度特征进行分解,无需预先设定基函数,克服了小波变换时选择基函数的困难。它使复杂信号分解成有限个本征模态函数(IntrinsicModeFunction,IMF)和余项,各阶IMF在不同的时间尺度上体现了原始 ...
【技术保护点】
一种基于相关系数和EMD滤波特性的碰摩声发射信号降噪方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)通过碰摩声发射试验装置获得声发射信号;(2)分别向所述声发射信号中加入不同信噪比的白噪声和粉红噪声,得到含白噪声的碰摩声发射信号和粉红噪声的碰摩声发射信号;(3)分别对获得的含白噪声的碰摩声发射信号和粉红噪声的碰摩声发射信号进行EMD分解,得到若干个本征模态函数IMF及余项,分别求得含噪信号与其经EMD处理后得到的各阶IMF的协方差矩阵c,进而根据下式求出各阶IMF与含噪信号的相关系数ρ:
【技术特征摘要】
1.一种基于相关系数和EMD滤波特性的碰摩声发射信号降噪方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)通过碰摩声发射试验装置获得声发射信号;(2)分别向所述声发射信号中加入不同信噪比的白噪声和粉红噪声,得到含白噪声的碰摩声发射信号和粉红噪声的碰摩声发射信号;(3)分别对获得的含白噪声的碰摩声发射信号和粉红噪声的碰摩声发射信号进行EMD分解,得到若干个本征模态函数IMF及余项,分别求得含噪信号与其经EMD处理后得到的各阶IMF的协方差矩阵c,进而根据下式求出各阶IMF与含噪信号的相关系数ρ:其中N为采样点数,x(k)为含噪信号的第j个采样点,IMF(j)为IMF的第j个采样点,j为采样点编号;(4)通过重构含白噪声的碰摩声发射信号经EMD分解得到的第k阶至最后一阶IMF,获得降噪后的信号具体方法为:(4-1)当实验用信噪比超过分界点时,第一阶IMF与含噪信号的相关系数ρ很小,第二阶IMF与含噪信号的相关系数ρ陡增,此时第二阶即为对应的第k阶IMF,重构第二阶至最后一阶IMF即可得到降噪后的信号;(4-2)当实验用信噪比不超过22分贝时,从低阶IMF至高阶IMF,IMF与含噪信号的相关系数ρ会逐渐减小至第一...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓艾东,刘东瀛,李晶,张瑞,朱静,龙磊,黄宏伟,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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