自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用.pdf

《自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期总第188期农业科技与装备No．2TotalNo．1882010年2月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentFeb．2010自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用谭玉芳．杨方(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要：现实生活中存在大量非平稳随机振动干扰信号。将它们从有用信号中滤除具有十分重要的意义。介绍自适应信号的处理方法及其在抑制振动信号中的应用，并采用自适应噪声对消处理的方法对振动干扰进行对消处理。用MATLAB进行仿真验证的结果表明：自适应噪声对消在处理因振

2、动干扰而产生的非平稳随机信号时，具有可行性，消噪效果较好。关键词：振动信号；自适应噪声对消；LMS算法；M，、TLAB仿真中图分类号：X839．1文献标识码：A文章编号：1674-1161(2010)02删一03振动是一种普遍存在的自然现象，几乎每一种机器和建筑物都存在开振动的问题。例如，汽车、火车驶过桥梁引起桥的振动，在飞行中的飞机因风力和气流影响而引起机身的振动，地震引起建筑物振动等。除了少数利用振动来进行运输、加工和打桩等工作外，振动常常影响机器的性能、寿命或破坏建筑物。在车载测产系统中。由于拖拉机在运转过程中自身

3、产生的振动而引起测产系统的测量结果存在偏差，从而降低了测产系统的准确性，因此需要将这种振动干扰抑制或滤除。

4、l振动信号1．1振动信号的描述振动是指物体或结构随时间变化相对其平衡位置所做的往复运动，通常用位移、速度和加速度来描述。也可以是一些物理量(力和应变等)按上述运动方式所做的变化。振动随时间变化的过程可以画成有坐标的曲线图形。通常横坐标为时间，纵坐标为振动物理量的幅值。振动随时间变化曲线称为振动时程曲线。也称为振动波形。描述振动的信息称为振动信号。振动现象可分为两大类：一类为确定性振动。其特点是振动有规律性，可以用确

5、定的时间函数来描述物体的所有振动物理量。另一类为随机振动。也称为非确定性振动。其特点为振动无规律性，物体的任何振动物理量都不能用确定的时间函数来描述．而只能用概率论和统计学的方法来描述。随机振动可以分为平稳随机振动和非平收稿日期：2010-01—20基金项目：国家科技支撑计划项目(2006BADllA03)作者简介：谭玉芳(1981一)，女，硕士，从事智能检测与自动化控帝l方面的研究。稳随机振动(非平稳随机信号)两类。平稳随机振动是指运动的统计特性不随时间变化的随机振动；平稳随机振动是指运动的统计特性随时间变化的随机振动

6、。1．2随机振动信号随机振动即非确定性振动．是对应确定性振动而言的一种振动。这种振动不能用确定的数学解析式表达其变化历程。也就是说不可能预见其任一瞬间出现的数值。也无法用实验的方法重复再现。许多振动测试结果表明，随机振动在客观世界中普遍存在。例如，在道路上行驶的车辆受道路作用的振动，大气湍流对飞行器作用的颠簸。海浪、地震以及机械传动中随机因素所导致的振动等，都能明显地反映出随机振动的特征。对于波形不变的振动．无论波形怎样复杂，只要每次所得到的特征都是一样的．就不能称之为随机振动。因此，不能以波形的复杂还是简单来区别它是随

7、机振动还是非随机振动。总之，随机振动不同于一般确定性的自由振动和受追振动，其特点可以归纳为以下3点：1)随机振动没有固定的周期，即不能用简单函数的线性组合来表述其运动规律。2)对于确定的时间，振动的三要素(振幅、频率和相位)不可能事先知道，因为它们本身是随机的。3)在相同条件下，进行一系列的测试，各次记录结果不可能一样。对随机振动的分析与对确定性振动的分析完全不同。其本质区别就在于对随机振动的分析一般指的不是对单一振动现象的分析，而是着眼于大量振动现象的分析。在这大量振动现象的集合中，就单一现象来看似乎是杂乱的、无规律的

8、，但从总体来看，它们之间却存在着一定的统计规律性。因此，它的规律虽然不能用时间的确定函数描述。但却能用概率论和统计2010年第2期谭玉芳等：自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用45学的方法描述。1．3振动干扰信号处理在现实生活中。存在着大量非平稳随机振动干扰信号。将它们从有用信号中滤除具有十分重要的意义。自适应滤波理论和技术是统计信号处理和非平稳随机信号处理的主要内容，它可以在无需先验知识的条件下。通过自学习适应或跟踪外部环境的非平稳随机变化，并最终逼近维纳滤波和卡尔曼滤波的最佳滤波性能。因而，自适应滤波器不但可以检测确

9、定性信号，而且可以检测平稳的或非平稳的随机信号。自适应技术应用包括自适应谱线增强与谱估计方法、自适应噪声干扰抵消技术、自适应均衡技术、自适应阵列处理与波束形成以及自适应神经网络信号处理等内容。本文采用自适应噪声干扰抵消的方法来对消由振动干扰引起的噪声信号。2自适应滤波器简介及LMS算法原理自适应滤波器属于现代滤波器。