本文關(guān)鍵詞：基于自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們安全意識的不斷提高,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測已成為工程領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)研究問題。大型工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中需要布置大量的傳感器來采集振動信號,基于奈奎斯特采樣定理的信號采集方法給系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和傳輸帶來了很大的壓力。近幾年提出的壓縮感知理論為信號壓縮采樣提供了新途徑,稀疏信號可以用低于奈奎斯特采樣定理要求的采樣速率進(jìn)行采樣,然后通過優(yōu)化算法從少量的觀測值中精確重構(gòu)原始信號。本文在對壓縮感知理論學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合振動信號特征設(shè)計(jì)了自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:1.系統(tǒng)研究了壓縮感知的理論模型,從信號稀疏表示、測量矩陣和重構(gòu)算法這三個方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹,結(jié)合振動信號的線性特征,構(gòu)建了適合振動信號稀疏表示的基矩陣—自適應(yīng)AR基,與固定正交的DCT基和DFT基相比,自適應(yīng)AR基能明顯改善信號稀疏表示效果,保證了振動信號重構(gòu)準(zhǔn)確度。2.研究了隨機(jī)濾波、偽隨機(jī)和均勻隨機(jī)這三種壓縮采樣方法,推導(dǎo)出不同壓縮采樣方法對應(yīng)的測量矩陣,并證明了測量矩陣與DCT基之間的不相關(guān)性,最后仿真對比了不同壓縮采樣方法對信號重構(gòu)質(zhì)量的影響�；趬嚎s感知理論的信號采樣方法不僅能獲得準(zhǔn)確重構(gòu)信號,而且有效地減少了采樣次數(shù)。3.結(jié)合自適應(yīng)AR基和均勻隨機(jī)壓縮采樣方法設(shè)計(jì)了自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣系統(tǒng),詳細(xì)介紹了基于ADu C7026微控制器的信號采樣硬件電路,壓縮采樣斜拉索橋梁模型的振動信號并高概率重構(gòu)。通過實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)不僅能有效地壓縮振動信號,而且降低了硬件電路的復(fù)雜度。綜上,本文以壓縮感知為理論基礎(chǔ)研究了振動信號稀疏表示基矩陣和壓縮采樣技術(shù),設(shè)計(jì)了自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣系統(tǒng),有效降低振動信號采樣頻率并精確重構(gòu),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：自適應(yīng)AR基 稀疏表示 振動信號 均勻隨機(jī)壓縮采樣
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究背景與研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 壓縮感知理論研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 信號壓縮采樣技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容16-18
• 2 壓縮感知理論18-28
• 2.1 信號稀疏表示18-20
• 2.2 測量矩陣20-21
• 2.3 信號重構(gòu)21-27
• 2.3.1 凸松弛算法23-24
• 2.3.2 匹配追蹤算法24-25
• 2.3.3 正交匹配追蹤算法25-26
• 2.3.4 重構(gòu)算法性能仿真26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 稀疏基學(xué)習(xí)研究28-38
• 3.1 已有的經(jīng)典稀疏基28-31
• 3.1.1 離散余弦變換基28-29
• 3.1.2 離散傅里葉變換基29-31
• 3.2 自適應(yīng)AR基構(gòu)建與研究31-34
• 3.3 不同稀疏基下振動信號重構(gòu)效果比較34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 振動信號壓縮采樣38-48
• 4.1 隨機(jī)濾波壓縮采樣38-40
• 4.2 偽隨機(jī)壓縮采樣40-43
• 4.3 均勻隨機(jī)壓縮采樣43-46
• 4.4 三種壓縮采樣方法性能比較46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 基于自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-57
• 5.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-52
• 5.2 振動信號壓縮采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-53
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證53-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 在學(xué)研究成果62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鮑躍全;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)壓縮采樣與損傷識別融合方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于自適應(yīng)稀疏表示的振動信號壓縮采樣研究與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：395208