目前,監(jiān)測(cè)傳感器傳出信號(hào)中混有很多噪聲,為提高信號(hào)可信度,需要一種有效的信號(hào)處理方法。文章基于Matlab仿真環(huán)境,完成了信號(hào)仿真和濾波算法的設(shè)計(jì),重點(diǎn)對(duì)單傳感器仿真信號(hào)的去噪和多傳感器信息融合進(jìn)行了研究,提出了基于中值濾波和小波閾值濾波的混合濾波方案和基于Kalman濾波的信號(hào)融合方案。研究工作有:基于高斯白噪聲和脈沖噪聲的數(shù)學(xué)特性,合理假設(shè)出5種基本信號(hào)形式;依據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù),完成單傳感器和多傳感器信號(hào)仿真,確定信噪比和均方根誤差作為去噪評(píng)定指標(biāo);綜合分析現(xiàn)有的濾波算法的濾波特性,利用不同長(zhǎng)度滑動(dòng)窗口的中值濾波處理實(shí)驗(yàn)信號(hào),選取合適長(zhǎng)度的滑動(dòng)窗口。設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)確定小波閾值濾波中的小波基函數(shù)選取、閾值計(jì)算和分解尺度等參數(shù);融合中值濾波和小波閾值濾波優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)混合濾波方案,去除單傳感器仿真信號(hào)中的噪聲;研究信息融合理論在泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用,設(shè)置不同融合方式下的對(duì)比實(shí)驗(yàn),確立最佳融合方式下的Kalman濾波方案,實(shí)現(xiàn)多傳感器信息融合。

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1 信號(hào)仿真流程

由圖1可以看出，仿真的信號(hào)主要由噪聲信號(hào)和傳感器根據(jù)毒氣濃度變化轉(zhuǎn)化的信號(hào)構(gòu)成。傳感器采集的信號(hào)中不可避免摻雜各種噪聲信號(hào)，這樣的噪聲一般來(lái)自3個(gè)方面：通電后帶電粒子發(fā)生隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，使傳出信號(hào)抖動(dòng)，這類噪聲稱為高斯白噪聲；在各類電子元件組成的電路中，電流通過(guò)電子器件時(shí)，元件阻值引起....

圖2 單個(gè)傳感器仿真信號(hào)

仿真信號(hào)為6h的不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè)狀態(tài)下傳出信號(hào)，圖2為單個(gè)傳感器仿真信號(hào)。傳感器傳出基準(zhǔn)值設(shè)置為0.00015%，由于存在10dB的噪聲影響，信號(hào)在基準(zhǔn)值上下抖動(dòng)，幅值為0.00015%。泄漏是發(fā)生在開(kāi)始采集后1h，經(jīng)過(guò)1h積累，推進(jìn)劑監(jiān)測(cè)濃度由基準(zhǔn)值，按先慢后快的速度....

圖3 滑動(dòng)窗口長(zhǎng)度對(duì)中值濾波效果影響

中值濾波須要將選定節(jié)點(diǎn)的領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)按照大到小或小到大的順序組成數(shù)字序列，經(jīng)過(guò)篩選，選取中間值輸出。中值濾波是基于原信號(hào)中的數(shù)值進(jìn)行處理，沒(méi)有產(chǎn)生新的值，所以更好地保留了原始信號(hào)的特性[6]。中值濾波濾波效果與滑動(dòng)窗口長(zhǎng)度關(guān)系密切，通過(guò)設(shè)置多組長(zhǎng)度選值，分析濾波質(zhì)量。圖3顯示....

圖4 小波系數(shù)分解層次

小波分析[7-9]可以同時(shí)分析信號(hào)的時(shí)域特性和頻域特性，在進(jìn)行小波變換后，信號(hào)中噪聲信號(hào)與有用信號(hào)因?yàn)闀r(shí)頻域特性不同而得到不同的小波系數(shù)，從而根據(jù)小波系數(shù)來(lái)辨別出信號(hào)中的噪聲部分，實(shí)現(xiàn)濾波處理[10]。具體過(guò)程如圖4所示。圖4中，信號(hào)共經(jīng)歷3次分解，每次分解為高頻和低頻2部分，最....

本文編號(hào)：4026887