飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号降噪方法研究.pdf

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1、第32卷第06期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06一0096-04飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号降噪方法研究王茜，牟春宇，王家林，石旭东(中国民航大学，天津300300)摘要：在飞机电缆屏蔽层接地可靠性检测过程中，需要使用磁耦合器获取电缆屏蔽层环路的电压和电流信号，采集得到的电压电流信号非常微弱，由于信号采集环境和采集仪器的原因。不可避免的存在一些与分析信号无关的噪声成分，如果对于噪声不加以处理而直接分析，会直接影响到仪器最后的检测精度。首先针对飞机电缆屏蔽层环路阻抗测试系统利用Sim

2、ulink对其建立了仿真模型，得到了仿真后的电压电流信号，利用各自的降噪方法研究了经验模态分解小波阀值降噪方法，最后通过仿真表明，采用经验模态分解的小波阀值降噪方法在处理低信噪比的信号时有较好的效果。关键词：飞机屏蔽层环路阻抗；小波变换；经验模态分解；仿真中图分类号：V242．4文献标识码：BResearchonNoiseReductionofWeakSignalsinloopImpedanceMeasurementofAircraftCableShieldWANGQian，MUChun—yu，WANGJia—lin

3、，SHIXu—dong(CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)ABSTRACT：Duringthereliabilitytestoftheaircraftcableshieldinglayer，theloopvoltageandloopcurrentarethekeyparameterswhichneedtobeaccuratelymeasuredbythemagneticcouplers．Becausethemeasuredsignals．arequi

4、teweak，andthereexistadditionalnoisesignalswhich眦generatedbythetestenvironmentandtheinstruments，thetestisoReninaccurate．Inordertoimprovethetestaccuracy．aSimulinkmodelofthisloopimpedancetestingsystemisbuilttosimulatetheloopvoltageandloopcurrentsignals，andthendiff

5、erentnoisereductionmethodsaleimplemented．Simulationresultshowsthatthethresholdde—noisingmethodwhichbasedonwaveletEMDgivesagoodsolution．KEYWORDS：Aircraftloopimpedanceshield；Wavelettransform；EMD；Simulationl引言飞行中的飞机易于受到雷电／高强度辐射区域(HIRF)等特殊环境的危害，雷击产生的瞬时高压除能对飞机产生直接的物

6、理损伤外，通过感应电流的耦合，还能在飞机机身及内部线路产生电磁场，形成电磁干扰，引起飞机系统跳开关跳开、系统功能的失效，因此间接地影响飞机重要和关键系统的正常功能‘1J。在航空领域，电缆及导线的屏蔽一般都是接到插头的里面，然后通过插头将两端的屏蔽接到结构地。导线中屏蔽功能的好坏取决于其环路电阻，阻值越小，则屏蔽越好，通过飞机环路阻抗检测装置可以有效的检测飞机电基金项目：国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(SAMCl3—75—15—0161收稿El期：2015一01一04修回日期：2015—03—08—96一缆屏

7、蔽层接地可靠性的好坏，而这一套检测装置中很重要的一个环节就是对采集到的电压电流信号的降噪，由于数据采集环境和采集仪器的原因，不可避免的存在一些与分析信号无关的噪声成分，如果对于噪声不加以处理而直接分析的话，会直接影响到仪器最后的检测精度。长期以来，人们已经提出多种信号的降噪方法，比如短时傅立叶变换，小波分析等旧。3J。传统的傅立叶变换作为一种全局性的变化，其有一定的局限性，如不具备局部化分析能力、不能分析非平稳信号等。小波变换虽然能获得较高的频率分辨率，但不能从根本上获得非平稳信号的瞬时特性。通过希尔伯特变换，使得对

8、短信号和复杂信号的瞬时参数的定义及计算成为可能，能够实现真正意义上的瞬时信号的提取，但该方法要求被分析信号是一个单频率成分或窄带信号，大大限制了希尔伯特变换的应用范围”j。经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition，简称EMD))方法被认为是2000年来以傅立叶变换为基础的线性和稳态频谱分析的一个重大突破，该方法是依据数