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

1、煤巖聲發(fā)射信號蘊含大量動力災(zāi)害前兆信息，對其進行有效分析與處理，對于準確反演災(zāi)害破壞機制，提前做好防范措施具有重要意義。本文針對煤巖聲發(fā)射信號處理算法進行仔細研究，并基于LabVIEW設(shè)計了一套擁有信號預(yù)處理、時延估計和聲源定位等功能的煤巖聲發(fā)射信號處理系統(tǒng)，進一步完善了煤巖聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)的信號處理功能。
　　該系統(tǒng)首先采用基于小波分析的自適應(yīng)濾波技術(shù)對采集到的煤巖聲發(fā)射信號進行預(yù)處理。運用sym8小波對聲發(fā)射信號進行5層小波分解

2、，同時選用rigrsure方法進行小波閾值去噪處理，將處理后信號作為基于LMS算法自適應(yīng)濾波器的參考輸入，進一步對信號濾波降噪。對預(yù)處理后的信號采用基于小波變換的互相關(guān)技術(shù)求取時延估計。對降噪信號進行5層離散小波變換，然后對接收同一聲源信息的兩路傳感器信號進行互相關(guān)分析得到時延估計值。最后將得到的精確時差結(jié)合基于最小二乘的Geiger定位算法，實現(xiàn)聲源的精準定位。
　　系統(tǒng)主體軟件采用擁有龐大信號處理功能的LabVIEW為平臺開發(fā)

3、，同時調(diào)用了具有強大數(shù)值運算能力的MATLAB。主要包括信號預(yù)處理模塊、時延估計模塊和聲源定位模塊。各個模塊間相互配合、協(xié)同作用，共同實現(xiàn)聲源的精確定位。
　　本文采用理論分析與室內(nèi)試驗相結(jié)合的方式，進一步驗證了系統(tǒng)的信號處理功能。利用煤巖聲發(fā)射監(jiān)測系統(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，對系統(tǒng)的信號處理能力進行綜合測試。試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠有效地對采集的聲發(fā)射信號進行預(yù)處理，在降噪信號基礎(chǔ)上獲得了精確的時延估計值