基于壓縮感知的煤巖體破裂聲發(fā)射信號(hào)提取方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-25 12:11
煤巖在受作用力的情況下發(fā)生變形或斷裂現(xiàn)象時(shí),通過(guò)監(jiān)測(cè)、分析釋放能量的聲發(fā)射信號(hào)變化情況,可推斷煤巖體破壞程度,預(yù)測(cè)突出源位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害的預(yù)警,因此,聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)成為防治煤巖體動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的研究手段。然而實(shí)際礦下作業(yè)環(huán)境嘈雜,導(dǎo)致監(jiān)測(cè)到的災(zāi)害預(yù)警聲發(fā)射信號(hào)中含有大量的噪聲信號(hào),降低預(yù)測(cè)煤巖體動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的準(zhǔn)確度。為此在強(qiáng)背景噪聲下,本文對(duì)有效煤巖體聲發(fā)射信號(hào)的提取方法展開(kāi)研究。針對(duì)煤巖體聲發(fā)射信號(hào)具有隨機(jī)非平穩(wěn)、易受噪聲信號(hào)干擾的特點(diǎn),在小波變換降噪的基礎(chǔ)上,提出一種基于壓縮感知理論的煤巖聲發(fā)射信號(hào)降噪方法,利用有用信號(hào)和噪聲信號(hào)的稀疏性對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行降噪處理。該方法避免了小波變換濾波中選取閾值、小波基函數(shù)、分解層數(shù)對(duì)降噪效果的影響,有效地抑制了噪聲信號(hào)的干擾,提高降噪精度。考慮煤巖破裂過(guò)程中產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)多樣性,本文通過(guò)三種典型盲源分離算法對(duì)有效信號(hào)進(jìn)行盲源分離研究。對(duì)比分析分離效果評(píng)價(jià)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)經(jīng)Fast ICA算法分離后的信號(hào)PI值相對(duì)較小,相似系數(shù)越接近于1,其分離效果最佳,適用于監(jiān)測(cè)有效煤巖破裂聲發(fā)射信號(hào)的準(zhǔn)確提取。探究Fast ICA分離算法對(duì)含噪混疊信號(hào)分離效...
【文章來(lái)源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
010-2017年煤礦事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)直方圖
刑崛。??后對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行特征提取,將此作為礦井生產(chǎn)環(huán)境安全的判定依據(jù)[8]。針對(duì)具有隨機(jī)非平穩(wěn)、易受噪聲信號(hào)干擾的特點(diǎn)的煤巖聲發(fā)射信號(hào),選擇合適的信號(hào)處理技術(shù)對(duì)提高煤巖動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度尤為重要。下面對(duì)常見(jiàn)聲發(fā)射信號(hào)分析法[9]及研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹:(1)參數(shù)分析法參數(shù)分析法是一種通過(guò)分析煤巖破裂過(guò)程中信號(hào)各特征參數(shù),反映煤巖內(nèi)部損傷情況的信號(hào)分析方法。參數(shù)分析法是煤巖聲發(fā)射檢測(cè)的重要手段之一,在其探究初期得到了廣泛的應(yīng)用[10]。特征參數(shù)的獲取通常需要硬件來(lái)完成,常見(jiàn)的聲發(fā)射特征參數(shù)如圖1.2所示。圖1.2聲發(fā)射信號(hào)的特征參數(shù)Figure1.2Characteristicparameterofacousticemissionsignal采用聲發(fā)射信號(hào)反演煤巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,需選取適當(dāng)?shù)穆暟l(fā)射參數(shù)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特性分析,各參數(shù)相應(yīng)包含了聲發(fā)射信號(hào)的某種特殊特征信息,往往參數(shù)選取不同,最終的評(píng)價(jià)結(jié)果截然不同,常見(jiàn)的聲發(fā)射信號(hào)的特征參數(shù)表1.1所示。近年來(lái),利用參數(shù)分析法對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的不斷探索,現(xiàn)已取得了顯著成果。T.Sasikumar[11]通過(guò)聲發(fā)射峰值幅度和能量參數(shù)對(duì)復(fù)合材料拉伸破壞的聲發(fā)射特性進(jìn)行了分析。曾寅[12]等人在巖石蠕變損傷演化過(guò)程中將振鈴計(jì)數(shù)與累積能量相融合,從而達(dá)到對(duì)蠕變應(yīng)變趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。為提高信號(hào)分析效果,可結(jié)合多個(gè)特征參數(shù)對(duì)聲發(fā)射源特征進(jìn)行多方面分析描述,張艷博[13]等人選取多種聲發(fā)射的特征參數(shù)對(duì)巖爆聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行聚類分析,
技術(shù)路線圖
本文編號(hào):3409713
【文章來(lái)源】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
010-2017年煤礦事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)直方圖
刑崛。??后對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行特征提取,將此作為礦井生產(chǎn)環(huán)境安全的判定依據(jù)[8]。針對(duì)具有隨機(jī)非平穩(wěn)、易受噪聲信號(hào)干擾的特點(diǎn)的煤巖聲發(fā)射信號(hào),選擇合適的信號(hào)處理技術(shù)對(duì)提高煤巖動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度尤為重要。下面對(duì)常見(jiàn)聲發(fā)射信號(hào)分析法[9]及研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹:(1)參數(shù)分析法參數(shù)分析法是一種通過(guò)分析煤巖破裂過(guò)程中信號(hào)各特征參數(shù),反映煤巖內(nèi)部損傷情況的信號(hào)分析方法。參數(shù)分析法是煤巖聲發(fā)射檢測(cè)的重要手段之一,在其探究初期得到了廣泛的應(yīng)用[10]。特征參數(shù)的獲取通常需要硬件來(lái)完成,常見(jiàn)的聲發(fā)射特征參數(shù)如圖1.2所示。圖1.2聲發(fā)射信號(hào)的特征參數(shù)Figure1.2Characteristicparameterofacousticemissionsignal采用聲發(fā)射信號(hào)反演煤巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,需選取適當(dāng)?shù)穆暟l(fā)射參數(shù)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特性分析,各參數(shù)相應(yīng)包含了聲發(fā)射信號(hào)的某種特殊特征信息,往往參數(shù)選取不同,最終的評(píng)價(jià)結(jié)果截然不同,常見(jiàn)的聲發(fā)射信號(hào)的特征參數(shù)表1.1所示。近年來(lái),利用參數(shù)分析法對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的不斷探索,現(xiàn)已取得了顯著成果。T.Sasikumar[11]通過(guò)聲發(fā)射峰值幅度和能量參數(shù)對(duì)復(fù)合材料拉伸破壞的聲發(fā)射特性進(jìn)行了分析。曾寅[12]等人在巖石蠕變損傷演化過(guò)程中將振鈴計(jì)數(shù)與累積能量相融合,從而達(dá)到對(duì)蠕變應(yīng)變趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。為提高信號(hào)分析效果,可結(jié)合多個(gè)特征參數(shù)對(duì)聲發(fā)射源特征進(jìn)行多方面分析描述,張艷博[13]等人選取多種聲發(fā)射的特征參數(shù)對(duì)巖爆聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行聚類分析,
技術(shù)路線圖
本文編號(hào):3409713
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