小波包分析在爆破震动信号能量衰减规律中的应用
基于小波与小波包变换爆破振动分析的应用研究的开题报告

基于小波与小波包变换爆破振动分析的应用研究的开题报告一、选题背景随着现代工业技术的飞速发展,机械设备所处的工况环境在不断变化,这种变化往往会对机械设备的健康状态产生影响,导致机械设备的振动和噪声不断加剧,进而影响机械设备的正常运转和使用效率。
因此,对机械设备的振动分析和监测成为了目前工业领域中研究的热点。
传统的振动分析方法往往只能提供机械设备的简单频域特征,缺乏更加精细的时域特性信息,无法有效地确定机械设备的健康状况。
因此,采用小波与小波包变换技术进行振动分析成为了现代工业领域中研究的重点。
二、研究目的本研究旨在探究小波与小波包变换在机械设备振动分析中的应用,并基于此研究开发出一种高效的爆破振动分析方法,为机械设备的健康状态监测和维护提供有效的技术支持。
三、研究内容本研究将从如下几个方面进行探究:1、小波与小波包变换原理及方法;2、基于小波与小波包变换的机械设备振动分析方法;3、机械设备爆破振动分析实验研究;4、开发基于小波与小波包变换的爆破振动分析软件,并验证其在机械设备健康状态监测和故障诊断方面的实用性。
四、研究意义1、为工业领域机械设备健康状态监测和维护提供一种高效、精准的振动分析方法和技术手段。
2、促进小波与小波包变换在机械设备振动分析中的应用和推广,推动机械设备损伤识别技术的发展。
3、为工业领域提供一种可视化的爆破振动分析软件,提升机械设备健康状态监测和故障诊断的效率和准确性。
五、研究方法本研究将采用实验室控制爆破技术进行数据采集,借助MATLAB等数学工具对爆炸振动信号进行小波与小波包变换处理,选取合适的小波基和分解尺度,提取出振动信号的时域和频域特征,并结合实际应用需求进行分析和处理。
六、预期成果1、论文一篇,包括研究背景、研究目的、研究方法、实验结果和分析等内容;2、一种基于小波与小波包变换的爆破振动分析软件;3、实验数据和实验分析报告;4、该研究成果将为机械设备健康状态监测和故障诊断提供一种新的技术手段和应用途径。
基于小波变换算法的普朗铜矿爆破振动信号能量分布研究

基于小波变换算法的普朗铜矿爆破振动信号能量分布研究刘明武;黄永辉;李争荣;贾皓琦;甘等俊;李洪超;张智宇【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2024(33)3【摘要】小波变换算法能够对爆破振动信号的频率、能量分布特征进行研究,按照不同的主振频带对爆破振动信号进行分解及重构,已被广泛应用于爆破振动稳定性分析以及矿山安全生产管理。
针对在矿山复杂条件下爆破振动信号易受干扰等问题,以普朗铜矿南部拉底爆破振动数据为研究对象,采用小波变换算法分析振动信号0~125 Hz各个频率段能量分布情况,通过HHT算法、STFT算法分别对爆区近区、爆区远区开展能量分布及其衰减规律的研究。
研究结果表明:在0~125 Hz频率段范围内,爆区近区和爆区远区能量衰减速度和分布不同,爆区近区能量主振频率分布在15.62~<31.20 Hz频率段,爆区远区能量主振频率分布在46.87~<93.75 Hz频率段。
在15.62~<31.20 Hz频率段,爆区近区比爆区远区能量占比平均多出14.1%;在46.87~<93.75 Hz频率段,爆区远区比爆区近区能量占比平均多出18.65%。
基于本次爆破施工所监测到的普朗铜矿南部巷道区域爆破振动数据得出,在0~125 Hz频率段范围内,爆区近区能量衰减速度较快且能量分布不集中,爆区远区能量衰减速度较为缓慢且能量分布密集;爆破振动能量随着传播距离增加,能量虽有所衰减,但能量分布更为集中。
分析结果表明,小波变换算法可以真实反映振动信号的能量分布情况,为研究爆破振动效应下的井下构筑物的结构安全提供有效的分析手段。
【总页数】9页(P226-234)【作者】刘明武;黄永辉;李争荣;贾皓琦;甘等俊;李洪超;张智宇【作者单位】云南迪庆有色金属有限责任公司;昆明理工大学电力工程学院;昆明理工大学国土资源工程学院;昆明理工大学城市学院【正文语种】中文【中图分类】TD853【相关文献】1.基于小波变换的爆破振动信号不同频带能量分析2.基于小波变换振动能量分布的车窗电机故障检测算法研究3.基于小波包能量谱爆炸参量对爆破振动信号能量分布的影响4.基于小波变换的爆破振动信号能量分布特征分析5.基于EEMD⁃Hilbert 变换的爆破振动信号频带⁃能量分布特征研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
爆破震动信号的多分辨小波分析

爆破震动信号的多分辨小波分析
爆破震动信号的多分辨小波分析
采用小波分析和快速傅立叶变换相结合的方法,对工程案例的爆破震动近、中远区的实测原始信号进行小小波分解和重构,得到重构后各子频带的时间信号及频谱,在此基础上通过Matlab语言编写程序研究爆破地震波沿各分区信号的频谱及能量分布特征.指出:爆破震动各分区的主频从大到小排序为:近区>中区>远区;随着比例距离的增加,低频带能量所占信号总能量的比例升高,高频带能量所占比例下降;频率越低的频带信号,持续时间越长;除主频所在频带外,在0~2.441 5 Hz频段(比较接近建筑物的自振频率),爆破震动信号在水平方向占有不小的能量比例,故建筑物进行结构设计时考虑水平方向的抗震尤为重要.
作者:陈士海魏海霞杜荣强作者单位:山东科技大学,土木建筑学院,青岛,266510 刊名:岩土力学ISTIC EI PKU 英文刊名:ROCK AND SOIL MECHANICS 年,卷(期): 2009 30(z1) 分类号:O381 关键词:爆破爆破震动小波分析能量。
爆破振动信号分析技术研究

爆破振动信号分析技术研究由于爆破振动信号具有短时非平稳的特点,传统的傅里叶变换不能满足爆破振动信号的研究,现已出现了很多信号分析方法。
本文结合现代爆破振动信号分析常用的傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换、小波包变换、HHT变换的原理分析了各种方法的优缺点,并简述爆破振动分析技术的研究现状。
标签:爆破振动信号;傅里叶变换;技术1 引言现代爆破技术越来越广泛地应用于矿山、水利、交通、隧道开挖等工程。
在完成岩石爆破破碎的同时,必会伴生爆破飞石、地震波、噪音、粉尘等爆破公害。
爆破地震波对周围建筑物的影响即爆破地震效应产生的破坏作用可谓爆破公害之首,爆破振动危害控制一直是国内外爆破安全技术的重要研究课题。
爆破振动信号的分析技术又是研究爆破振动控制的基础和前提。
对实测的爆破地震波采用各种数字信号处理技术进行分析和处理,提取信号的时频特征,一直是爆破振动信号分析的主要研究方向之一。
爆破地震波作为一种由爆炸应力波转换而来的、在岩土介质中传播的能量逐渐衰减的扰动,所产生的振动信号具有短时、突变快等特点,是一种典型的非平稳随即信号[1]。
基于平稳信号理论的傅里叶变换在爆破振动信号分析中存在极大的局限性,目前已出现了很多信号分析方法。
本文将简单介绍现代爆破振动信号分析中常用的傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换、小波包变换以及HHT 变换在爆破振动信号处理中的应用,并从时频局部化和分辨率等方面较为详细地阐述各种方法的优缺点。
2 傅里叶变换(FT)FT具有良好的频域分辨率,基函数易于分解,且计算方便,同时由于库利和图基开创了快速算法,使其在爆破振动信号分析中的得到了广泛地应用。
宋熙太[2]通过FT对大型洞室爆破实验进行分析,指出爆破远区爆破振动波的各种成分可在时空上彼此分离;并认为远区波谱地震波的传播是一线性过程。
E D Siskind论述了频谱成分和响应谱在采矿爆破振动中的应用。
张奇等通过FT指出爆破地震波频谱特性与测点距离、传播路径、装药量等有一定的相关性。
基于小波包变换的爆破振动信号能量熵特征分析

基于小波包变换的爆破振动信号能量熵特征分析王伟; 李兴华; 陈作彬; 范磊; 孙飞【期刊名称】《《爆破器材》》【年(卷),期】2019(048)006【总页数】5页(P19-23)【关键词】爆破振动信号; 小波包变换; 能量熵; 特征提取【作者】王伟; 李兴华; 陈作彬; 范磊; 孙飞【作者单位】核工业南京建设集团有限公司江苏南京 210003; 解放军陆军工程大学江苏南京 210007【正文语种】中文【中图分类】O382; TD235.1引言爆破振动信号是典型的短时非平稳随机信号。
爆破振动信号的特征能够反映爆破类型、爆破参量和场地介质信息。
爆破振动信号特征提取是研究爆破振动预测、爆破振动激励下结构响应和降低爆破振动的基础。
目前,爆破振动信号的特征主要包括峰值特征、频谱特征、持时特征和能量特征。
很多学者对上述特征和爆破参量对信号特征的影响进行了深入的研究。
林大超等[1]应用小波包分析方法研究了TNT集中药包地面爆炸产生的地表振动信号的时频分布情况。
路亮等[2]对实测爆破振动信号进行多尺度的提升小波包分解后,得到了各个频带的能量分布,总结了爆破振动信号频带能量的分布特征。
钟冬望等[3]结合量纲分析理论探讨了爆破振动持时影响因素,并推导出了爆破振动持时预测公式。
信息熵是信息论理论中的重要概念,是系统不确定程度的一种描述,能够反映信号随机变化的程度,近年来被广泛应用于机械故障诊断[4]、语音信号处理[5]、矿山微震信号识别[6]等领域。
本文中,利用小波包变换方法和信息熵理论得到爆破振动信号的能量熵,分析不同类型的爆破产生振动信号的能量熵,将能量熵作为爆破振动信号的新特征量,为爆破振动信号特征提取、不同爆破类型振动信号识别和爆破振动预测提供一种新思路。
1 爆破振动信号的小波包变换1.1 基本理论小波包概念是Meyer等在小波变换的基础上提出来的。
小波包分析中,对信号的低频和高频部分同时进行分解,所以与小波分析相比,它对信号的高频成分也有较高的分辨率。
基于爆破信号的小波分析

采矿技术 第 5 卷 第 1 期 Mining Technology,Vol. 5,No. 1
2005 年 3 月 Mar. 2005
基于爆破信号的小波分析
吴湘晖1 ,张亦农2
(1. 中南大学土木建筑学院, 湖南 长沙 410083;2. 中建五局路桥公司, 湖南 长沙 410000) 摘 要:采用离散小波变换和连续小波变换对深孔爆破震动信号进行了分析,得出了爆破 信号的离散小波变换的分量结果和连续小波变换的小波谱。分析结果表明:小波变换能 很好地提取信号的主要特征信息,是一种有效的处理爆破信号的时频分析。 关键词:爆破信号;时频分析;小波变换
(3)
小波函数不是任意的也不是唯一的,因此小波
基的选择是小波分析在实际应用中的一个重要问
题,MATLAB 小波分析工具包中有大量小波基函数
可供选择,完 全 可 以 满 足 一 般 信 号 分 析 处 理 需 要。
Daubechies( 简 称 dbN )小 波 函 数,Symlets( 简 称
symN)小波系函数,Morle(t 简称 morl)小波及 Meyer
参考文献:
[1] 张雪亮,黄树棠. 爆破地震效应[ M]. 北京:地震出版社,1981. [2] Worsey P,Rupert G. Vibration monitoring and control of blasting
associated with the construction of a highway next to a show care [ M]. Proceedings of the Twenty - third Annual Conference on
二代小波包变换在爆破振动信号去噪分析中的应用
பைடு நூலகம்
S le s 1 9 年 提 出 的提 升 算 法 Lfig wed n ∞ 于 9 6 i n t
S h me 被 称 作 二 代 小 波 变 换 ( eo d Ge eain ce , S c n n rt o
二 代 小 波 包 变 换 在 爆 破 振 动 信 号 去 噪分 析 中的应 用
谢 全 民
( 国人 民 解 放 军 6 9 8部 队 ,山西 晋 城 0 8 0 ) 中 38 4 0 0
摘 要 :在 提 升 算法 及 小 波 包 变换 原 理 基 础 上 , 造 了基 于 插 值 细 分 的 小 波 S 构 GW ( , ) 介 绍 了基 于 66 ;
W a ee T a som, G T) 在继 承 经典 小 波 多 分 vlt rn fr S W , 辨率 特性 的基 础上 , 实现 原地 运算 , 有 占用 空 间 可 具 小、 变换 速度 快 等 信 号处 理优 势 H 。采 用 二代 小 波 变换 技术 可通 过设 计不 同的预测 算子 和更 新算 子 得
I BLAST I G I N N V BRA TI N G NA L E— 0 I N G N A LY S S O SI D N SI A I
xl a — n E Qu n mi ( 3 8 o ps 6 9 8 Tr o ,PLA. ,Ji c e g 0 8 0 n h n 4 0 0,S a xi h n ,Ch n ia)
关键词 : 爆破振 动;去噪 ;二代 小波包 变换 ; 提升算法 中 图分 类号 :T 3 . ;0 8 D2 5 1 3 4 文 献 标 识码 :A
基于小波包能量谱的建(构)筑物爆破地震安全评估
基于小波包能量谱 的建 ( 筑物爆破 地震安全评估 构)
中国生 , 熊正 明
( 西 理工大 学 资源 与环 境工 程学 院 ,江西 赣 州 3 1 0 ) 江 4 00
摘
要 :基于现场实测爆破振动数据 ,采用小波包分 析技术对爆破振动信号进行 了时频特征分析 。根据小波包变换 的分层分
解关系 ,推 导出爆破振动信号不 同频带的小波包频带能量,小波包频 带能量 能同时反映爆破振动 3要素 ( 振动的强度 、频率 和持续 时问)的作用 影响。基于小波包 能量谱 ,获得 了爆破振动信号不 同频带能量的分布特 征,根据 受控 结构体对爆破振动 动态 响应特性 ,首次建立了能考虑爆破振动 3要素 以及受控建 ( )筑物本 身的动态 响应特性 ( 构 固有频率和阻尼 比)等 因素
Ab t a t Ac o dn o b a t g v b a i n l ed t a a eb e o l ce , h i — e u n y c a a trsi sa a y i f r l s n sr c : c r i g t l si ir to i aa t t v e n c l td t et n v h h e me f q e c h r c e i c n l ss o a t g r t b i
En r y d s iu i n r i e e tfe u n y b n so lsi g v b a i n sg asa e o t i e a e nwa ee a k t n r y s e t . e g it b t sf f r n q e c a d fb a t ir t i n l r b a n d b s d o v lt c e eg p cr r o o d f r n o p e a Ba e n t e c a a t rsis o y a i e p n e fo t e c n o ld sr c u e y b a t g v b a i n i i rt sa l h d t a s d o h r ce it fd n m c r s o s r m h o t l t t r s b l si ir t , t sf sl e tb i e h ta h c r e u n o i y s mu t f c o s b a t g v b ai n s f t rtro a ld r s o s n r y c i ro . e c i ro a e lc h o a n u n e o e l —a t r l si i r t a ey c i in c l e p n e e eg r e in Th rt i n c n r f t et t li f e c ft i n o e e t e e t l h
阳逻港水下钻孔爆破地震波测试及小波包分析
t h ec h ra a c t e r i s t i c s o f he t b l a s t ngv i i b r a t i o n , nd u e r wa t rb e l st a i ngv ib r a t i o n s i g n a l wa v e l e t pa c ke t a n a l y s i s o f he t a c t u a l me a s re u me nt p o i n t s o u t he t i n lu f e n c e t h a t t h e b l st a f r o m he t h e a r t o f b l a s t ng i ib v r a t i o n s i g n a l s. At l a s t , t he e fe c t i o n o f he t nd u e r wa t e r d r i l l i n g b l st a ng i i s a s s e s s e d ba se d o n
me a s re u d d a t a s s o a s t o e n s re u he t s a f e yo t f t h e Ya ng t z e i r v rl e e v e e .
基于小波包变换的爆破地震波时频特征提取及分析
波不 同频带下小波包系数 的衰减规律 。在此基础上通过研究场地介质对爆破振动分量的动态 响应衰减作用 , 析形成爆 分
破地震波多频带特征的机理 。 关键词 :爆炸力学 , 爆破地震波 , 小波包变换 , 特征 提取 , 时频分析 , 主振频带 中图分类号 :T 2 5 1 D3. 文献标识码 :A
1 爆破振动试验数据的时频特征分析
爆破地震波是炸 药在岩土介质 中爆炸后 , 其一部 分能量使周 围介质引起扰动 , 形成地震 波。地震波从 爆源向外传播 , 到达地表时引起地 面的震动 , 其强度随 着传 播距 离 的增 加而 减弱 j。 对爆破地震波在各种介 质中传播特性及规律 的研 究 , 用小 型爆 破 试 验 和 现 场 实测 日前 仍 是 一 种 有 效 采 的手段 , 过实 测数据 的整 理 和统 计 , 以 回归 拟合 出 通 可 适用 于特 定地 区和 爆 破 形式 的经 验 公 式 , 预 测 和 计 供 算爆破 振 动之用 。 本 次爆 破试 验 场 地 为 微 风 化 的 花 岗 岩石 , 孔孔 炮 径 7 m 孔深 5 采 用 乳 化 炸 药 , 密 实偶 合 装 药 。 6 m, m, 为 测点共 四个 , 各点与爆源呈直线排列, 测试场地布置示 意图如 图 】 所示 。
维普资讯
20 0 ) 107
( 解放军理工大学工程兵工程学院 , 南京
摘 要 为了研究爆破地震波振动分量的传播规律, 在微风化花岗岩石场地进行了孑径为 7r 孔深为5 m的 L 6 m, a a r
单孔和单段多孔爆破试 验 , 获得该场地爆破地震波加速度衰减规律 , 加速度衰减 系数为 k: 9 , 36 8 =20 6 并研究 出该 .4 ,
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中图分类号 : T D 2 3 5 . 1 4
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 — 4 8 7 X( 2 0 1 4 ) O 1 —0 0 0 1 — 0 4
Ap p l i c a t i o n o f W a v e l e t Pa c k e t An a l y s i s i n Bl a s t i ng
b i n e d wi t h e ng i n e e in r g e x a mp l e s, t he e n e r g y a na l y t i c a l me t h o d s o f b l a s t i n g v i br a t i o n s i g na l wa s a do p t i n s ome r e l a t e d
宁 瑞峰, 张 世 平
( 太原理工大学 矿业工程学 院 , 太原 0 3 0 0 2 4 )
: l :
摘
要: 爆破震动信号 所包含 的的能量信息对 于其特征识别具有 重要 意义。结合工程 实例 , 采 用爆破震 动
信号 能量 分析 方法 , 编 写相 关程序 , 对现场采 集到的爆破震动信 号进行 了小波 包分解。根据 分析要 求 , 将 信 号分 解到 第 9层 , 相应地将其信 号划分为几个重要频 带, 根据每层 所 包含 能量的 不同 , 确 定不 同频 带上 的能 量分布情 况。然后根 据结果利用 m a l f a b软件 自带 c f t o o l 工具箱 , 拟合 得到三 向能量 随爆 心距 的衰减特性 , 回
Vi br a t i o n S i g n a l En e r g y At t e n u a t i o n La w
N I NG R u i - f e n g , Z H A NG S h i - p i n g ( C o l l e g e o f Mi n i n g T e c h n o l o g y , T a i y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , T a i y u a n 0 3 0 0 2 4, C h i n a )
第3 1卷
第 1期
爆
2 0 1 4年 3月
BLAS TI NG
d o i : 1 0 . 3 9 6 3 / j . i s s n . 1 0 0 1— 4 8 7 X. 2 0 1 4 . 0 1 . 0 0 1
小 波 包 分 析 在 爆 破 震 动 信 号 能 量 衰 减 规 律 中 的 应 用
Abs t r a c t : T h e e n e r g y i n f o r ma t i o n i n t h e b l a s t i n g v i b r a t i o n s i g n a l wa s s i g n i i f c a n t f o r t h e f e a t u r e r e c o g n i t i o n . C o m—
归得 到 总 能 量 的 衰 减 方 程 。从 分 析 得 出 结论 : 不 同频 率段 所 含 能 量 呈 现显 著 差 异 , 整体上为 : 总 能 量 >垂 向 >
切 向 >径 向 , 在爆破近 区衰减极 为迅速 , 随着爆 心距增至 1 2 0 m后 , 衰减趋 于平缓。利 用小波 包方法 能准确 把握 采场该地 形下爆破震动 波衰减规律 , 可 以为 同类 工程爆破施 工和安 全生产提 供参考。 关键词 : 露天爆破 ;爆破振动 ;时 一频分析 ;小波包变换 ;能量分布