基于SBF-ISVD的带式输送机声信号增强方法

作者：张晓东,张玉强,杜方鹏,等. 日期：2024-10-30/span> 浏览：345 查看PDF文档

摘要:在带式输送机的声学诊断过程中,其声信号受混响及背景噪声的干扰十分严重,为此,通过分析混响产生的原因和声信号的组成等,提出了一种基于超指向性波束形成(SBF)去混响和改进奇异值分解(ISVD)降噪的声信号增强方法。首先,利用基于能量变化最大值进行了最优频带选择,确定了包含故障信息较多的频带;然后,利用SBF去除了混响对声信号的干扰,采用ISVD方法对去混响后的信号进行了降噪处理,并对信号进行了包络谱分析,对比了实际测得的故障特征频率和理论的故障特征频率,对带式输送机的故障特征进行了提取;最后,设计了实验,采集了实验数据,利用该方法对煤矿现场采集到的数据进行了分析验证,并将其与加权预测误差算法(WPE)和线性约束最小方差(LCMV)相结合的方法以及递归最小二乘法(RLS)进行了对比。研究结果表明:与原信号相比,经SBF-ISVD方法处理后,实验数据包络谱中内圈故障特征频率153.1Hz及其倍频312.5Hz处的幅值明显提高,信噪比从-31.39dB显著提高至-25.4dB。基于SBF-ISVD的声信号增强方法去混响和降噪效果显著,轴承故障特征提取效果较好,可实现复杂环境噪声下带式输送机声信号增强的目的。

关键词:皮带输送机;轴承故障诊断;声学诊断;混响消除;降噪效果;频带;超指向性波束形成;改进奇异值分解

中图分类号:TH133.33;TD528.1文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)10-1875-10


本文引用格式:

张晓东,张玉强,杜方鹏,等.基于SBF-ISVD的带式输送机声信号增强方法［J］.机电工程,2024,41(10):1875-1884.

ZHANG Xiaodong, ZHANG Yuqiang, DU Fangpeng, et al. Acoustic signal enhancement method of belt conveyor based on SBF-ISVD［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(10):1875-1884.