基于LabVIEW的小波去噪技术的研究及应用

武汉工程大学硕士学位论文基于LabVIEW的小波去噪技术的研究及应用姓名：朱艳芹申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：杨先麟20080401基于LabVIEW的小波去噪技术的研究及应用作者：朱艳芹学位授予单位：武汉工程大学相似文献(10条)1.期刊论文李海东.李青.LIHai-dong.LIQing基于阈值法的小波去噪算法研究-计算机技术与发展2009,19(7)去噪方法是信号处理中讨论得最为广泛的问题之一.人们根据噪声的统计特征和频谱分布的规律,开发了多种多样的信号去噪方法.小波变换由于具有时频局部化特点及小波基选择的灵活性,为信号的去噪提供了新的解决途径.介绍了传统的硬阈值和软阅值方法及新的小波阈值处理方法,能有效地弥补硬、软阈值方法的不足,是硬、软阈值方法很好的一个改进方案.克服了采用硬阈值法去噪效果不佳和软阈值法过度光滑使信号失真的缺点.并以实例进行比较,展现出改进方法优越性.2.学位论文程昌奎变压器局部放电超高频监测四阶分形天线与信号处理及识别研究2009局部放电与电力变压器内部绝缘缺陷具有紧密联系，通过局部放电在线监测能够及时判断变压器内部绝缘状态，对防止电力变压器事故发生，保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。br　　由于局部放电超高频监测能够有效避开低频电磁干扰和电晕等脉冲干扰，近年来得到了广泛重视。然而，将电力变压器局部放电超高频监测系统应用于工程实际，仍然需要在传感技术、抗干扰技术以及局部放电模式识别技术等方面开展深入研究。本文在对变压器局部放电在线监测研究现状总结分析的基础上，从多频带超高频传感器的设计、自适应小波去噪和超高频信号识别三个方面，进行了系统深入的研究。论文主要内容如下：br　　①针对目前广泛用于局部放电测量的超高频传感器频带单一的特点，提出设计一种多频带超高频四阶Hilbert分形天线，通过仿真分析了导线宽度、介质厚度等参数对四阶Hilbert分形天线性能的影响，选取了合适的天线几何参数，制作出四阶Hilbert分形天线。该天线几何尺寸较小、具有多频带频带，其驻波比、输出阻抗和方向性等参数能够满足变压器局部放电超高频监测要求。br　　②为提高局部放电小波去噪信号的信噪比并减小去噪信号的畸变率，提出了基于尺度系数能量最大原则的逐层最优小波自适应选择方法，并对采用具有一阶连续导数阈值化函数及遗传算法的尺度相关最优阈值估计自适应算法进行了研究，建立了局部放电信号的自适应最优小波去噪方法，通过局部放电高频仿真信号、实验室实测局部放电信号以及现场实测局部放电信号的去噪实验研究，与标准小波阈值法进行了对比分析，说明了本文提出的自适应最优小波去噪方法优点。br　　③研究了采用四阶Hilbert分形天线测量的局部放电超高频信号多尺度特征提取方法，该方法通过对局部放电超高频信号的小波或小波包多尺度变换，提取局部放电超高频信号多尺度分解信号的能量参数及网格维数；采用本文提出的多尺度能量参数和网格维数分别输入到反向传播神经网络进行训练识别，对四种人工绝缘缺陷放电样本的识别正确率分别最低达到93.33％和95.00％。br　　上述理论分析与实验研究结果表明，本文研究与提出的四阶Hilbert分形天线、自适应最优小波去噪以及信号的多尺度特征参数的提取与识别等方法，能有效实现变压器局部放电超高频监测与信号识别，具有良好的应用前景。3.学位论文曾守桢小波去噪及其在信号处理中的应用2007小波分析是一门正在迅速发展的新兴学科，目前，它在实际中得到了广泛的应用。研究小波的新理论、新方法以及新应用具有重要的理论意义和实用价值。本文旨在完善小波的基本理论，提出一种新的小波去噪算法，进一步拓宽小波的应用范围。主要工作包括：详细讨论了小波分析的基本理论；介绍了连续小波变换，离散小波变换和二进小波变换；给出了小波变换的快速算法和重构算法；最后研究了小波基的数学特性，分析了它们对实际应用的影响和作用。详细介绍了Donoho和Johnstone等人1995年提出的基于小波分析的硬阈值和软阈值函数去噪方法及其在信号处理中的应用，在充分研究其优、缺点之后，根据小波阈值去噪原理，提出了一种改进的去噪方案，该改进方案克服了传统硬、软阈值去噪方法的缺陷，并满足进一步的自适应滤波的需求，最后通过Matlab仿真试验证实该改进方案的有效性和优越性。最后是整篇论文的总结，并提出可一些尚未解决的问题和进一步研究的方向。4.期刊论文刘青松.戈迪.钱苏翔.LIUQINGSONG.GEDI.QIANSUXIANG小波去噪和数据融合及在线监测系统中的应用-微计算机信息2006,22(34)准确测量电力设备的各种运行参数,是电力设备在线监测系统进行故障诊断的重要前提,为了从被噪声干扰的各个传感器测量中获得更准确的测量结果,文中提出了一种基于小波去噪和数据融合的多传感器数据重建算法,数据重建的结果更精确地描述原信号,且算法具有计算量少、速度快等特点,并首次将红外测温仪应用于测量变压器绕组的温度在线监测系统中,现场数据的处理验证了该算法的正确性.5.学位论文曾峰基于经验模式分解的信号处理方法研究20071998年，NordenE．Huang为了有效地分解非线性非平稳信号，首先提出了经验模式分解希尔伯特谱(EmpiricalModeDecomposition/HilbertSpectrum，EMD/HS)的概念，从而使瞬时频率有了确切的物理意义。众所周知，小波和Fourier变换都是将信号先在一簇基函数上进行展开，然后对信号进行分析。虽然Fourier变换能够在频域内得到非常高的分辨率，但是在时域内却失去了多分辩能力。而小波虽然能在时域和频域内同时具有较好的分辨率，但是却由于频率空间的范围越来越小，代表比较高级别的细节分量的小波也越来越少，这样往往对于分析的结果来说是很不利的。而基于EMlD的方法仅依据数据本身的信息进行分解，与小波分析相比不但具有小波分析的全部优点，而且在分辨率上能消除小波分析的模糊和不清晰，还能准确的反映出原信号的物理特征。本文开展的主要研究工作如下：1、论文首先阐述了EMD时频分析方法，给出了其与传统时频方法的比较，分析了Hilbert/Huang时频谱(HHT谱)的物理意义。其后又归纳总结了EMD算法的性能，列出了其中的关键问题，并结合一维的EMD算法给出了二维的EMD分析算法。2、建立了基于小波与卡尔曼滤波混合预报的边界问题的新方法。针对前面提到的EMD中的关键问题，分析了已存在方法中的不足，研究了解决边缘效应影响的新方法。新方法从数据延拓的角度，利用卡尔曼滤波所具有的实时性和递归性，以及小波变换的多尺度分析特征，将两者有机的结合起来解决边界问题。3、开展了基于第二代小波去噪的：EMD边缘问题方法研究。从噪声对边界问题的影响入手，引入了去噪性能比较好的第二代小波，通过对比去除噪声后的EMD分解和去噪前的EMD分解相比较，分析了噪声在EMD分解中的影响，从而从另一个方面来解决边缘效应的问题。4、利用数学原理并结合仿真实验，对上述新方法的性能进行了验证，进一步验证上述方法在提高EMD分解精度进而改善时频分析性能的有效性。6.期刊论文杨惠娟.张建秋.YANGHui-juan.ZHANGJian-qiu基于小波去噪和数据融合的多传感器数据重建算法-复旦学报(自然科学版)2005,44(1)为了从被噪声干扰的各个传感器测量值中获得更准确的测量结果,提出了一种基于小波去噪和多传感器数据融合的传感器数据重建算法.仿真和实验的结果都表明:由该算法重建得到的各个传感器的重建数据的方差低于传感器测量值的方差.可以认为多传感器数据重建算法给出了对每一个传感器的更为准确的测量结果.7.学位论文李广辉基于小波方法的陀螺仪信号处理系统研究2006本论文在研究小波去噪理论的基础上将其应用到陀螺漂移信号处理中，并取得明显的成效。首先，介绍了小波变换的基本理论。通过对连续小波变换和离散小波变换的介绍，给出离散小波变换的Mallat算法；讨论了如何利用小波变换对信号进行的分辨率分析；介绍了小波变换与Lipschitz指数的关系，分析了信号和噪声在小波分解下的特性；然后重点介绍了阈值去噪方法。其次，在陀螺漂移信号小波基选取的基础上，系统地将bior双正交小波应用到陀螺仪信号处理中，得到了较好的去噪效果。通过bior双正交小波在陀螺漂移信号实时应用中的仿真，为小波去噪方法在惯性导航系统中的应用提供了良好的实验基础。将小波去噪算法用C语言编程实现并应用到惯性导航系统中，取得了较好的效果。最后，在小波去噪方法的进一步研究中通过将两个常用隶属函数引入小波阈值去噪，设计了两种模糊阈值去噪方法，这两种模糊阈值法都有较好的去噪特性；提出了一种基于小波系数特性的分解层数确定方法；利用本文方法对含有高斯白噪声和脉冲噪声的信号进行处理，不仅可以很好去除高斯白噪声和脉冲噪声获得更高的信噪比，而且可以明显看出，它基本上消除了传统阈值去噪所带来的振荡现象。8.学位论文于春雷小波分析在微机械惯性元件信号处理中的应用2005本文分析了微机械陀螺的结构和原理。介绍了小波分析的基本理论及其几种常用的小波函数。文中还对小波去噪的原理与方法进行了研究。并且针对非平稳信号利用小波去噪与傅立叶分析方法去噪效果进行了仿真比较，通过仿真结果说明了小波去噪方法的优越性。重点研究了阈值去噪方法，对不同阈值选择规则，不同的量化方式以及不同阈值重调方式下小波去噪效果作了相应的仿真试验，进行了比较和分析。本文利用小波包分解对微机械陀螺仪输出信号进行去噪处理，并结合实测数据给出仿真结果。从仿真结果可以看出小波分析可以有效的滤除陀螺噪声信号。同时，针对微机械陀螺仪的漂移进行了研究，采用时间序列分析法，基于ARMA模型对械陀螺仪的零点随机漂移进行建模，给出了其零点漂移模型。9.会议论文袁俊泉两种阈值选取准则的小波去噪方法比较2002通过对小波分解系数进行门限阈值处理,可以有效地抑制噪声,同时能够很好地重构信号.阈值的选取是小波去噪算法的关键,文章对两种阈值选取准则(CM与MM)的小波去噪方法进行了仿真实验.仿真结果表明,MM阈值选取准则优于CM阈值选取准则.10.学位论文沈晓玲基于虚拟仪器数据采集系统实现的小波去噪研究2002虚拟仪器的迅速发展,使得计算机控制的模块化仪器系统在得到了广泛的认同与应用.该文介绍了虚拟仪器的概念和一个实用数据采集系统,通过软、硬件技术结合,实现了对多种模拟量的信号采集处理.充分发挥虚拟仪器的优势,采用模块化设计软件方法,设计出独立于设备类型应用软件.由于在数据采集过程中,信号会受到随机噪声的污染,所以必须对被采信号进行去噪处理.再分析比较传统傅立叶分析和小波分析去噪效果后,选用小波去噪进行对采样信号的消噪处理.该文介绍了小波变换原理,讨论了小波理论在实时采样信号处理及抗噪声干扰中的应用,去噪结果和仿真结果表明,利用小波变换原理进行采样信号滤波是十分有效的.本文链接：授权使用：常州科技城六所高校(wfczkj)，授权号：18a735c1-8a3e-4a51-ab7d-9e77010497ec下载时间：2011年1月26日