压路机实时压实信号的降噪研究

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1、ROADCONSTRUCTIoNANDMACHINERY文章编号：1000一O33X(2013)012-0058—04压路机实时压实信号的降噪研究魏亚，曹源文，周庆丰(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)摘要：为了得到更加真实有用的压路机信号，针对振动压路机钢轮的振动加速度信号采集中所存在的噪声，在4种不同阀值原则下对振动加速度信号进行小波降噪处理，采用IIR低通滤波器对同一信号进行滤波去噪。结果表明，小波降噪方法在对压路机钢轮振动信号的处理中能够更好地降噪并保留有用信号。关键词：压实信号；噪声；小波降噪；阈值中图分类号：U4

2、15．52文献标志码：BResearchonNoiseReductionofReal-timeVibrationSignalofRollerWEIYa。CA0Yuan—wen。ZHOUQing—feng(SchoolofMechatronics&AutomotiveEngineering。ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Inordertogetmoregenuineandusefulsignalfromroller，thewaveletnoisereduc

3、tionofvibrationaccelerationsignalwasconductedunderfourthresholdvaluesaimedatthenoisecollectedfromthevibrationofdrumsofvibrationroller，andtheIIRlowpassfilterwasappliedforthefilteringandnoisereduction．heresultindicatesthatbyadoptingthewaveletnoisereductionapproach，thenoiseca

4、nbeeffectivelyremovedandusefulsignalwouldberetained．Keywords：compactionsignal；noise；waveletnoisereduction；thresholdvalue0引言1小波降噪的基本方法在传统的压实度检测方法不能满足工程需要的1．1小波降噪的原理前提下，压实度实时检测方法成为当今研究的主要在实际工程中，振动压实的有用信号通常表现方向。研究表明，在压实过程中振动轮加速度随着为低频部分或者一些较为平稳的信号，而噪声信号压实度的增加而增大_1]。在对振动轮加速度的现场

5、则一般表现为高频部分]。因此降噪过程可以按照采集中，由于外界因素的影响，往往会有部分噪声信下面的思路进行。号掺杂到采集信号当中，使得信号中部分有用的特(1)先对含噪信号做小波分解，得到一组小波征信息常常淹没在噪声中，从而给信号的特征提取系数，包括有用信号的小波系数和噪声信号的小波带来很大的困难。因此采用合适的方法对含噪信号系数。进行相应的降噪处理，对信号有效特征的提取十分(2)通过对变换后的小波系数进行阈值处理，重要。得出估计小波系数，使得估计小波系数与有用信号在振动测试信号处理中，常用时域平均、滤波的小波系数之差的绝对值尽可能小。技术和小

6、波分析等方法来提取真实有用的部分信(3)利用估计小波系数进行小波重构，得到估号。本文将采用小波分析和滤波技术分别对压路计信号，即为去噪后的信号。机振动轮的加速度信号进行降噪处理，并加以分1．2小波降噪阈值选取析对比。小波降噪方法有两个关键点：如何选择阈值与收稿日期：2013-01-28基金项目：江西省交通厅项目(2012C0019)58RoADCONSTRUCTIONANDMACHINERY符合对信号去噪的光滑性与相似性的要求。因此，>在无偏似然估计原则下，小波降噪方法对待分析信A，_申趟最A／

7、审景号的处理是比较理想的。一一●⋯⋯川川圳叫

8、¨一O川⋯⋯Ⅲ⋯⋯⋯㈨一●●为n了得到待分析信号更好的降噪方法，在Matlab¨J，)．=●三●⋯川⋯⋯—1，舞的SPTool工具中设计了一个截止频率为70Hz的●¨，●●一】⋯⋯⋯⋯l。IIR低通滤波器，通过滤波后得到如图8所示的降●●Jn¨●一取样点个数／个噪信号。分别对待分析信号、IIR低通滤波降噪信图4无偏似然估计原则下的小波降噪信号号以⋯及无偏似㈣然估计J。阈值原则下小波降噪的信号进川⋯川⋯⋯¨_焉I行功率⋯密⋯洲度三三三谱分析J，c如图9～1l所示。>⋯：l四洲543川2{{；-=¨⋯⋯，l。1川川⋯⋯0—1—2—3取样点个数／

9、个——4—5图5固定阈值原则下小的波降噪信号取样点个数／个图8IIR低通滤波后的降噪信号A／_申蚪曩(_一N雹．8p。＼艄牲瓣^．．N．日pv＼街翘碍．取样点个数／个一图6启发式