本文關(guān)鍵詞：基于HHT的煤巖聲發(fā)射源定位研究

  更多相關(guān)文章： 煤巖 聲發(fā)射技術(shù) 希爾伯特黃變換 端點(diǎn)效應(yīng) 模態(tài)混疊 定位

【摘要】：煤炭能源是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中所占比例最大的一項(xiàng),它為我們?nèi)粘Ｉ罡黜?xiàng)所需都做出了貢獻(xiàn)。然而,由于礦井工作面等破壞發(fā)生煤礦突水意外造成的人員傷亡問(wèn)題不斷發(fā)生,這些為大眾生活而付出的煤炭工人們的生命安全卻得不到有效的保障。為此,很多的學(xué)者都投入到煤礦突水預(yù)測(cè)的研究中來(lái),提出了很多有效的方法,其中應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)是一種可行性較好的方法。煤礦突水多是由于煤巖類材料受載變形或破壞,而材料在這種破壞演變的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一種彈性波,聲發(fā)射技術(shù)正是通過(guò)傳感器接收這種彈性波,對(duì)其進(jìn)行處理得到彈性波的發(fā)射源從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可能突水點(diǎn)的預(yù)測(cè)。雖然聲發(fā)射技術(shù)能夠?qū)ν凰c(diǎn)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè),但由于聲發(fā)射信號(hào)的非平穩(wěn)性和復(fù)雜性,現(xiàn)有的一些信號(hào)分析方法難以對(duì)其進(jìn)行全面有效的解讀,因而定位的精度差強(qiáng)人意。本文以希爾伯特-黃變換(HHT)為基礎(chǔ),展開(kāi)了針對(duì)煤巖聲發(fā)射信號(hào)的分析與聲發(fā)射源定位的研究,對(duì)聲發(fā)射技術(shù)在煤礦突水方面的應(yīng)用以及提高聲發(fā)射技術(shù)中的源定位精度方面具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本文以理論分析為基礎(chǔ),結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)和模擬試驗(yàn)方法,依據(jù)煤巖的材料特性以及聲發(fā)射信號(hào)的特征,研究了應(yīng)用希爾伯特-黃變換方法進(jìn)行信號(hào)分析,提出初值估計(jì)的Geiger算法進(jìn)行聲發(fā)射源的定位,得到了精度較高的定位點(diǎn),有效提高了煤巖聲發(fā)射技術(shù)的預(yù)測(cè)精度。主要研究?jī)?nèi)容圍繞以下四個(gè)方面:(1)針對(duì)煤巖聲發(fā)射信號(hào)的復(fù)雜性,在信號(hào)分析方面,從時(shí)頻分析方法逐步發(fā)展的過(guò)程中探討小波變換的基本理論和基本特點(diǎn),就非平穩(wěn)信號(hào)分析層面,將小波變換與HHT進(jìn)行多方面的比較,證明HHT方法適用于分析煤巖聲發(fā)射信號(hào)的結(jié)論。(2)針對(duì)HHT進(jìn)行信號(hào)分析過(guò)程中出現(xiàn)的端點(diǎn)效應(yīng)、模態(tài)混疊等問(wèn)題,對(duì)一些常用的抑制方法進(jìn)行研究。根據(jù)煤巖聲發(fā)射信號(hào)的特性,在現(xiàn)有抑制方法的基礎(chǔ)上,研究雙端優(yōu)化的端點(diǎn)延拓方法和預(yù)置小波濾波的改進(jìn)措施,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)這些改進(jìn)措施的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。(3)針對(duì)煤巖聲發(fā)射源定位的實(shí)際問(wèn)題,根據(jù)三維時(shí)差定位原理,研究相應(yīng)的波速測(cè)量方法,運(yùn)用改進(jìn)HHT方法得到信號(hào)的Hilbert譜和Hilbert邊際譜,確定分析頻率,對(duì)比不同傳感器接收到的同一頻率波的信號(hào)峰值時(shí)間得到時(shí)差估計(jì),同時(shí)探討初值估計(jì)的Geiger定位算法。(4)進(jìn)行煤巖試樣的單軸加載試驗(yàn),分別使用聲發(fā)射儀器和基于改進(jìn)HHT的煤巖聲發(fā)射源定位方法對(duì)煤巖的損傷進(jìn)行定位,確認(rèn)改進(jìn)方法能夠進(jìn)行聲發(fā)射源的定位,是否能夠提高定位精度,用以證明該方法的有效性。本文的研究基于實(shí)際煤巖聲發(fā)射信號(hào),為運(yùn)用HHT方法進(jìn)行聲發(fā)射信號(hào)分析,提高信號(hào)分析的有效性提供了有力的證據(jù),提出的一些改進(jìn)措施提高了聲發(fā)射源定位的精度,推廣了HHT在聲發(fā)射領(lǐng)域的應(yīng)用,對(duì)煤巖突水預(yù)測(cè)、災(zāi)害預(yù)防方面有很重要的實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】：煤巖 聲發(fā)射技術(shù) 希爾伯特黃變換 端點(diǎn)效應(yīng) 模態(tài)混疊 定位
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-27
• 1.1 引言18
• 1.2 聲發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀18-23
• 1.3 希爾伯特-黃變換的研究現(xiàn)狀23-25
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 2 煤巖聲發(fā)射技術(shù)與HHT理論基礎(chǔ)27-35
• 2.1 引言27
• 2.2 煤巖聲發(fā)射技術(shù)理論基礎(chǔ)27-30
• 2.3 希爾伯特-黃變換理論基礎(chǔ)30-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 聲發(fā)射信號(hào)的HHT與小波變換比較35-48
• 3.1 引言35
• 3.2 小波變換35-38
• 3.3 HHT與小波變換的比較38-43
• 3.4 HHT與小波變換在煤巖聲發(fā)射信號(hào)中的應(yīng)用43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 關(guān)于HHT存在問(wèn)題的改進(jìn)方法研究48-70
• 4.1 引言48
• 4.2 包絡(luò)擬合48-52
• 4.3 端點(diǎn)效應(yīng)52-59
• 4.4 模態(tài)混疊59-67
• 4.5 改進(jìn)的HHT在煤巖聲發(fā)射信號(hào)處理中的應(yīng)用67-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 5 基于HHT的煤巖聲發(fā)射源定位研究70-88
• 5.1 引言70
• 5.2 聲發(fā)射源三維時(shí)差定位原理70-72
• 5.3 基于HHT的煤巖聲發(fā)射源定位研究72-80
• 5.4 煤巖聲發(fā)射源定位試驗(yàn)80-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 6 總結(jié)與展望88-90
• 6.1 主要工作及總結(jié)88
• 6.2 未來(lái)工作展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 作者簡(jiǎn)歷94-96
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 毛煒;金榮洪;李家強(qiáng);耿軍平;范瑜;;基于HHT變換的時(shí)頻分析法及其在2FSK系統(tǒng)解調(diào)中的應(yīng)用[J];電子與信息學(xué)報(bào);2006年12期

2 吳基文,姜振泉,樊成,林楓;煤層抗拉強(qiáng)度的波速測(cè)定研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2005年09期

3 楊世錫,胡勁松,吳昭同,嚴(yán)拱標(biāo);基于高次樣條插值的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2004年03期

，

本文編號(hào)：990201