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基于小波变换的砌块成型机振动信号滤波方法研究

邢子龙  
【摘要】:随着我国社会经济的不断发展以及自然环境的不断恶化,我国越来越重视节能减排与环境的保护,工艺落后、对环境附带损害严重的烧结砖正在逐步被环保的新型砌块所替代。振动系统是砌块成型机的核心组成部分,砌块成型机振动过程的好坏对砌块的质量有重要影响。砌块成型机的振动信号十分复杂,砌块成型机在工作过程中不仅仅将振动台产生的平稳的周期振动传递给模具,还将各部件之间的振动冲击及一些非有效信号一并传递给模具。直接采集到的砌块成型机模具的振动信号除了有振动台的工作频率外还包括工作频率的各阶倍频、非整次谐波干扰及强噪声干扰,这使得对砌块成型机工作状态的监控,对砌块成型机的故障排查以及研究砌块成型机的振动系统变得困难。通过对砌块成型机振动系统,以及砌块成型理论的研究,得出砌块成型机振动信号的组成成分。通过对已有振动信号滤波方法的研究,本论文总结比较出经典滤波方法的前提条件是假定有效信号与噪声信号的频谱是分离的,而这无法适应现代振动信号的滤波要求,一些现代滤波器如维纳滤波和卡尔曼滤波等是建立在各自的假设条件下,若处理的信号无法满足这些假设条件,则去噪的效果无法达到要求。小波变换作为振动信号处理的一种新方法,其在工程中信号处理领域的运用日渐增多,它将不同频率的信号分解到互不重叠的频带上,通过引入可变的尺度因子与平移因子,实现可调的时频窗口,可以对非平稳信号的改变实现自适应,其提供了对振动信号的滤波去噪、特征提取新的途径与方法。论文分析比较了小波分析的三种常用方法:(1)小波系数尺度相关去噪法;(2)小波模极大值去噪;(3)小波阈值去噪法。经对比使用小波阈值去噪法对砌块成型机模具与机架的振动信号进行滤波去噪处理。通过MATLAB仿真详细阐明了利用小波阈值去噪法去噪的具体步骤,针对软硬阈值函数的不足,比较了四种改进的阈值函数,并选择其中去噪效果较好的一种改进阈值函数来处理砌块成型机振动信号。通过分析小波滤波后的砌块成型机振动信号,表明小波分析理论对砌块成型机的振动信号去噪行之有效。


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