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《基于壓縮感知理論的時(shí)變信號(hào)壓縮技術(shù).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第50卷第3期西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)Vo1．50No．32015年6月JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYJun．2015文章編號(hào)：0258-2724(2015)03-0511-06DOI：10．3969／j．issn．0258-2724．2015．03．020基于壓縮感知理論的時(shí)變信號(hào)壓縮技術(shù)郭亮，高宏力，黃海風(fēng)，張?bào)愠?西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川成都610031)摘要：機(jī)械設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時(shí)處理，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和濾波處理．通過(guò)分析機(jī)械振動(dòng)信號(hào)時(shí)變性的特點(diǎn)
2、，以壓縮感知理論為基礎(chǔ)，構(gòu)造了滿足受限等距性質(zhì)(restrictedisometricproperty，RIP)的稀疏變換矩陣和壓縮感知矩陣；提出了基于壓縮感知的時(shí)變信號(hào)壓縮算法，并利用Lasso算法對(duì)壓縮信號(hào)進(jìn)行稀疏重構(gòu)，恢復(fù)原始信號(hào)．采用不同類型的時(shí)變仿真信號(hào)和實(shí)測(cè)信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了提出算法與現(xiàn)有算法的壓縮與去噪效果．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新算法有更好的壓縮去噪效果，當(dāng)壓縮比為40％時(shí)，能量保持率達(dá)到了95％以上，能滿足工程實(shí)際需求．關(guān)鍵詞：壓縮感知；振動(dòng)信號(hào)；數(shù)據(jù)壓縮；信號(hào)去噪中圖分類號(hào)：TH17文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ATime-VaryingSi
3、gnalCompressionTechnologyBasedonCompressedSensingGUOLiang，GAOHongli，HUANGHaifeng，ZHANGXiaochen(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Datacompressionandde—noiseplayimportantrolesinthereal—timestorageandremotetransmissionofvi
4、brationsignalfortheon—linemonitoringandfaultdiagnosisofmechanicalequipments．Byanalyzingthetime—varyingcharacteristicsofvibrationsignals，thesparsetransfermatrixandcompressingsensingmatrixwhichsatisfyingtherestrictedisometricproperty(RIP)wereconstructed．Then，thesignalcompre
5、ssionandde—noisemethodwasproposedbasedoncompressionsensing．TheLassoalgorithmwasusedtoreconstructthecompressedvectortorestorerawsigna1．Theproposedmethodwasappliedtoanalyzingthesimulationandspindlevibrationsignalandwascomparedwiththewavelet—basedtechnique．Theexperimentalres
6、ultsshowthattheproposedmethodismoreeffectiveindatacompressionandde—noise，andwhenthesignalcompressionrateis40％，theenergyretentionrateexceeds95％tomeetindustrialrequirements．Keywords：compressedsensing；vibrationsignal；datacompression；signalde—noising近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)設(shè)備管絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸帶
7、來(lái)一定挑戰(zhàn)．另外由于現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜理要求的提高，大型機(jī)械設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與診斷系和傳感系統(tǒng)自身的原因，采集信號(hào)含有噪聲．所以統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化的方向發(fā)展．但是工業(yè)現(xiàn)在傳輸過(guò)程中需對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮和去噪處理，無(wú)論場(chǎng)采集信號(hào)數(shù)據(jù)量大，且有一定的冗余度，這給網(wǎng)對(duì)減少傳輸時(shí)所用帶寬還是提高信號(hào)的信噪比都收稿日期：2014-08-21基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51275426)作者簡(jiǎn)介：郭亮(1988一)，男，博士研究生，研究方向?yàn)橹悄芑癄顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、智能信息處理，電話：028-87601734，E-mail：guoliang2248
8、@gmail．corn通信作者：高宏力(1971一)，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閺?fù)雜機(jī)電系統(tǒng)可靠性技術(shù)、智能化狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)，E-mail：hongli—gao@home．swj
