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基于AO优化VMD-小波包的岩石破裂声发射信号去噪算法
被引量：
12
1
作者
王婷婷
李方
+2 位作者
霍雨佳
王振豪
赵万春
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2023年第6期78-91,共14页
针对岩石在破裂过程中产生的大量含噪声发射信号问题,基于天鹰优化(Aquila Optimizer,AO)算法提出一种改进的变分模态分解(VMD)联合小波包分解的声发射(AE)信号去噪算法。利用Circle混沌优化的AO算法对VMD算法中的分解模态个数K和二次...
针对岩石在破裂过程中产生的大量含噪声发射信号问题,基于天鹰优化(Aquila Optimizer,AO)算法提出一种改进的变分模态分解(VMD)联合小波包分解的声发射(AE)信号去噪算法。利用Circle混沌优化的AO算法对VMD算法中的分解模态个数K和二次惩罚因子α进行寻优,有效避免了人为经验选取参数导致的时间消耗以及效果不佳等问题;利用得到的最优参数组合对岩石破裂声发射信号进行分解,得到一系列本征模态分量,结合相关系数筛选出含噪分量;然后利用小波包去噪算法对含噪分量进行处理;最后,将未处理的分量与降噪处理后的分量重构得到去噪后的AE信号。通过仿真和实测信号分析,结果表明与现有去噪算法相比,该算法能更好地去除AE信号中的噪声分量,保留信号的频域特征信息,可为后续利用声发射信号探究岩体破裂规律提供参考。
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关键词
岩石破裂声发射信号
天鹰优化算法
变分模态分解
小波包去噪
Circle混沌
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职称材料
改进的VMD-ITD岩石声发射信号联合降噪方法
被引量：
3
2
作者
蔡改贫
李洋波
+1 位作者
杨丽荣
黄祥海
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第8期1340-1348,共9页
针对岩石破裂声发射信号具有非线性、非平稳以及大样本的特点和传统VMD、ITD算法对降噪处理时存在一定局限性的问题,提出一种改进VMD-ITD联合降噪方法。以钨岩为研究对象,首先采用分量能量比作为VMD的终止条件,将岩石破裂声发射信号分...
针对岩石破裂声发射信号具有非线性、非平稳以及大样本的特点和传统VMD、ITD算法对降噪处理时存在一定局限性的问题,提出一种改进VMD-ITD联合降噪方法。以钨岩为研究对象,首先采用分量能量比作为VMD的终止条件,将岩石破裂声发射信号分解得到多个IMF分量,将各分量与原始信号的互信息量作为各分量的加权因子进行重构信号,再对重构信号进行ITD分解以达到二次降噪的目的,最后以均方根误差与信噪比为去噪效果评价指标,对比分析VMD、ITD以及改进VMD-ITD联合降噪算法降噪效果。通过试验验证,改进VMD-ITD联合降噪算法在抑制非平稳信号噪声中,其均方根误差为4.5521,信噪比为10.0128。相比单一的VMD、ITD算法,降噪效果更好。
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关键词
岩石破裂声发射信号
联合降噪
VMD
ITD
互信息
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职称材料
题名
基于AO优化VMD-小波包的岩石破裂声发射信号去噪算法
被引量：
12
1
作者
王婷婷
李方
霍雨佳
王振豪
赵万春
机构
东北石油大学电气信息工程学院
东北石油大学黑龙江省网络化与智能控制重点实验室
东北石油大学非常规油气研究院
东北石油大学陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2023年第6期78-91,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074088,52174022,51574088,51404073)
东北石油大学省杰青后备人才资助项目(SJQH202002)
+4 种基金
2020年度东北石油大学西部油田开拓专项资助项目(XBYTKT202001)
黑龙江省博士后科研启动金资助项目(LBH-Q21086,LBH-Q20074)
控制科学与工程团队专项资助项目(2022TSTD-04)
黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目(DQYT-2022-JS-758)
低渗透油气田勘探开发国家工程实验室2023年度开放课题(盆地西缘钻井提速技术攻关)。
文摘
针对岩石在破裂过程中产生的大量含噪声发射信号问题,基于天鹰优化(Aquila Optimizer,AO)算法提出一种改进的变分模态分解(VMD)联合小波包分解的声发射(AE)信号去噪算法。利用Circle混沌优化的AO算法对VMD算法中的分解模态个数K和二次惩罚因子α进行寻优,有效避免了人为经验选取参数导致的时间消耗以及效果不佳等问题;利用得到的最优参数组合对岩石破裂声发射信号进行分解,得到一系列本征模态分量,结合相关系数筛选出含噪分量;然后利用小波包去噪算法对含噪分量进行处理;最后,将未处理的分量与降噪处理后的分量重构得到去噪后的AE信号。通过仿真和实测信号分析,结果表明与现有去噪算法相比,该算法能更好地去除AE信号中的噪声分量,保留信号的频域特征信息,可为后续利用声发射信号探究岩体破裂规律提供参考。
关键词
岩石破裂声发射信号
天鹰优化算法
变分模态分解
小波包去噪
Circle混沌
Keywords
acoustic emission signal of rock fracturing
aquila optimizer
variational mode decomposition
wavelet packet denoising
Circle chaos
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
改进的VMD-ITD岩石声发射信号联合降噪方法
被引量：
3
2
作者
蔡改贫
李洋波
杨丽荣
黄祥海
机构
江西理工大学机电工程学院
江西省矿冶机电工程技术研究中心
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第8期1340-1348,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51464017)
江西省重点研发计划项目(20181ACE50034)
江西省教育厅科学技术项目(GJJ190452)。
文摘
针对岩石破裂声发射信号具有非线性、非平稳以及大样本的特点和传统VMD、ITD算法对降噪处理时存在一定局限性的问题,提出一种改进VMD-ITD联合降噪方法。以钨岩为研究对象,首先采用分量能量比作为VMD的终止条件,将岩石破裂声发射信号分解得到多个IMF分量,将各分量与原始信号的互信息量作为各分量的加权因子进行重构信号,再对重构信号进行ITD分解以达到二次降噪的目的,最后以均方根误差与信噪比为去噪效果评价指标,对比分析VMD、ITD以及改进VMD-ITD联合降噪算法降噪效果。通过试验验证,改进VMD-ITD联合降噪算法在抑制非平稳信号噪声中,其均方根误差为4.5521,信噪比为10.0128。相比单一的VMD、ITD算法,降噪效果更好。
关键词
岩石破裂声发射信号
联合降噪
VMD
ITD
互信息
Keywords
rock fractureacoustic emission signal
joint denoising
VMD
ITD
mutual information
分类号
TN911.4-34 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于AO优化VMD-小波包的岩石破裂声发射信号去噪算法
王婷婷
李方
霍雨佳
王振豪
赵万春
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2023
12
在线阅读
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职称材料
2
改进的VMD-ITD岩石声发射信号联合降噪方法
蔡改贫
李洋波
杨丽荣
黄祥海
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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