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基于谱融合的管道故障特征提取方法研究

作　者: 李敏
导　师: 王建林
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 管道故障特征提取谱融合经验模态分解(EMD) 二代小波插值
分类号: U178
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

管道运输已是继公路、铁路、水路、航空之后的第五大运输方式。由于管道老化、腐蚀及人为损坏等因素,管道事故时有发生,对人类的生存环境和生命财产造成巨大威胁,因此迫切需要对管道故障进行有效特征提取,准确实现管道故障诊断。现有的管道故障特征提取方法都是基于单一特征域进行的,可以提取出信号某种局部变化规律,但是针对复杂的管线结构,时变的故障信号,单一特征域分析方法不能提取出信号的全面特征,因此,研究基于谱融合的管道故障特征提取方法具有重要的理论意义和应用价值。本文在分析采样率对经验模态分解方法(EMD)影响基础上,提出了一种基于二代小波插值的EMD改进方法；结合管道故障信号特点,给出了管道故障信号时域统计特征谱、时频域EMD特征谱的提取方法；在此基础上,提出了一种基于谱融合的管道故障特征提取方法,该方法对信号的EMD特征谱和时域统计特征谱进行线性融合得到特征融合谱；采用多分类支持向量机(SVM)方法实现了管道故障的有效识别。实验研究表明,基于二代小波插值的EMD改进方法可有效解决低采样率下EMD产生伪固有模态函数(IMF)问题,并能准确提取出信号的时频特征谱。基于谱融合的管道故障特征提取方法较单一特征谱提取方法能够更为全面准确地提取出故障信号内部变化特征,利用特征融合谱构建的分类算法可实现管道故障识别,为解决管道故障诊断提供了一种有效方法。

基于谱融合的管道故障特征提取方法研究

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