基于小波降噪的船用行程传感器电磁干扰信号抑制研究

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1、基于小波降噪的船用行程传感器电磁干扰信号抑制研究第３ｌ卷第４期２０１０年４月仪器仪表学报Ｖ０１．３ｌＮ０．４Ａｐｒ．２０１０ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ基于小波降噪的船用行程传感器电磁干扰信号抑制研究宰刘胜．张玉廷（哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨１５０００１）摘要：针对船用行程传感器工作环境电磁干扰严重的特点，采用小波阈值法对船用行程传感器输出信号进行降噪。并通过软硬阈值折中法来克服单纯采用硬阈值或软阈值对低信噪比信号降噪效果较差的缺点。通过仿真分析，确

2、定ｓｙｍ８小波对信噪比为２的含噪信号分解６层后可以较好地重构原信号。在此基础上，通过仿真对比，确定采用启发式阈值规则对信号进行降噪可以起到更好的降噪效果，误差在０．０５％以内。最后，通过一个实验验证了结论，除个别点上的信号误差较大外，误差均值为０．３％。关键词：行程传感器；小波变换；电磁干扰；信号降噪中图分类号：ＴＰ２１２ＴＮ０３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５８０，５０———————————————————————————————————————————————Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｄｕ

3、ｃｉｎｇＥＭＩｏｎｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｕｓｅｄｉｎｓｈｉｐｓｂａｓｅｄｗａｖｅｌｅｔｄｅ－ｎｏｉｓｉｎｇＬｉｕＳｈｅｎｇ，ＺｈａｎｇＹｕｔｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｍｖｅｒｓ毋，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＭＩ）ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｈｅｒｅｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｉｓｕｓｅｄｉｎ

4、ｓｈｉｐ，ｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｎｏｉｓｅ．Ａｎ———————————————————————————————————————————————ｄｓｏｆｔ—ｈａｒｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇｄｅｎｏｉｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｅａｎａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｏｎｌｙｕｓｉｎｇｈａｒｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｒｓｏｆｔｔｈｒｅｓｈｏｌ

5、ｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｗｉｔｈＳＮＲｏｆ２ｉｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｌｌｂｙｄｉｓ－ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇｔｏ６ｌｅｖｅｌｓｕｓｉｎｇｔｈｅｓｙｍ８ｗａｖｅｌｅｔｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒｔｈｒｅｓｈｏｌｄｍｅｔｈ—ｏｄｓ，ｈｅｕｒｉｓｔｉｃｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅ—ｎｏｉｓｅａｎｄｂｅｔｔｅｒｄｅ—ｎｏｉｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｃａｎｂｅｏｂｔ

6、ａｉｎｅｄ，ａｎｄｅｌｌ＇Ｏｒ———————————————————————————————————————————————ｔｈｅｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．０５％．Ｆｉｎａｌｌｙ。ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＷａｓｄｏｎｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｍｅａｎｉｓ０．３％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒ；ｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｓｉｇｎａｌｄｅ—ｎｏｉｓｅ器输出信号进行降噪处理。

7、对低信噪比下的信号降噪，１引言采用传统的Ｆ丌方法会因信噪比低而降低估计精度旧１；文献［３］提出采用最大似然估计的方法，缺点是计算量太大；文献［４］采用Ｈｉｌｂｅｒｔ．Ｈｕａｎｇ变换来进行信号降噪，但需要判别不同主导作用层。———————————————————————————————————————————————小波变换以其优良的时频特性及多分辨率特性，能有效区分信号中的突变部分和噪声，从而实现信号的降噪ｂ…。并且随着理论的逐步完善，小波变换在低信噪比信号的降噪处理中将变得越来越有优势愕“１。小

8、波阈值降噪方式有软阈值和硬阈值２种方式。但硬阈值往往由随着船舶现代化的发展，在狭小空间内，大量高密度、大功率、宽频谱的电子设备的广泛使用，使得船舶电子设备的工作环境充满了严重的电磁干扰…。如何保证电子设备之间的电磁兼容性越来越需要引起重视。船用行程传感器工作在这样的环境中，传输信号的信噪比非常小，有用信号湮没在电磁干扰中，而系统对传感器传输信号精度的要求往往比较高，所以必须对船用行程传感收稿１３期：２００９－０６ＲｅｃｅｉｖｅｄＤａｔｅ：２００９－０６｝基金项目：国家自然科学基金（