煤巖聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理算法研究與軟件設(shè)計(jì).pdf

1、煤巖聲發(fā)射信號(hào)蘊(yùn)含大量動(dòng)力災(zāi)害前兆信息，對(duì)其進(jìn)行有效分析與處理，對(duì)于準(zhǔn)確反演災(zāi)害破壞機(jī)制，提前做好防范措施具有重要意義。本文針對(duì)煤巖聲發(fā)射信號(hào)處理算法進(jìn)行仔細(xì)研究，并基于LabVIEW設(shè)計(jì)了一套擁有信號(hào)預(yù)處理、時(shí)延估計(jì)和聲源定位等功能的煤巖聲發(fā)射信號(hào)處理系統(tǒng)，進(jìn)一步完善了煤巖聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理功能。
　　該系統(tǒng)首先采用基于小波分析的自適應(yīng)濾波技術(shù)對(duì)采集到的煤巖聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。運(yùn)用sym8小波對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行5層小波分解

2、，同時(shí)選用rigrsure方法進(jìn)行小波閾值去噪處理，將處理后信號(hào)作為基于LMS算法自適應(yīng)濾波器的參考輸入，進(jìn)一步對(duì)信號(hào)濾波降噪。對(duì)預(yù)處理后的信號(hào)采用基于小波變換的互相關(guān)技術(shù)求取時(shí)延估計(jì)。對(duì)降噪信號(hào)進(jìn)行5層離散小波變換，然后對(duì)接收同一聲源信息的兩路傳感器信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)分析得到時(shí)延估計(jì)值。最后將得到的精確時(shí)差結(jié)合基于最小二乘的Geiger定位算法，實(shí)現(xiàn)聲源的精準(zhǔn)定位。
　　系統(tǒng)主體軟件采用擁有龐大信號(hào)處理功能的LabVIEW為平臺(tái)開(kāi)發(fā)

3、，同時(shí)調(diào)用了具有強(qiáng)大數(shù)值運(yùn)算能力的MATLAB。主要包括信號(hào)預(yù)處理模塊、時(shí)延估計(jì)模塊和聲源定位模塊。各個(gè)模塊間相互配合、協(xié)同作用，共同實(shí)現(xiàn)聲源的精確定位。
　　本文采用理論分析與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的方式，進(jìn)一步驗(yàn)證了系統(tǒng)的信號(hào)處理功能。利用煤巖聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集在花崗巖表面利用斷鉛方式模擬的煤巖聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)處理能力進(jìn)行綜合測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠有效地對(duì)采集的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，在降噪信號(hào)基礎(chǔ)上獲得了精確的時(shí)延估計(jì)值