一种非凸全变差正则化的信号降噪方法(以模拟信号和轴承振动信号为例,MATLAB)

以旋转机械振动信号为例,由于旋转机械运行中背景噪声较强,振动信号需要进行降噪处理。常用的小波阈值降噪会在信号的不连续处产生虚假的波峰和伪吉布森震荡,而奇异值分解SVD去噪容易产生虚假分量,全变差去噪则不会出现这样的情况,因此采用全变差降噪以达到更好的效果。全变差降噪的问题作为一个L1正则化问题,可以通过优化极小化方法进行求解,可以有效地去除振动信号中的强背景噪声,较好地体现出冲击的故障特征。

鉴于此,采用一种非凸全变差正则化的信号降噪方法对模拟信号和轴承振动信号进行验证,运行环境为MATLAB 2018A。

复制代码
clear


y = load('blocks_noisy.txt');   % load data
sigma = 0.5;


x_clean = load('blocks.txt');   % load data


N = length(y);
n = 1:N;


figure(1)
clf
plot(n, y, 'color', 'black', 'linewidth', 1)
title('Noisy signal');
ax = [0 length(y) -3 6];
axis(ax)
复制代码
clc;clear all
%轴承2_2,采样频率25600Hz,外圈故障特征频率因子3.083,转速2250/60Hz,外圈故障特征频率115.6125
%x1 = xlsread('Bearing2_2/161.xlsx');%重度故障
x1 = xlsread('Bearing2_2/60.xlsx');%早期故障
x1 =x1(:,1);x1=x1(1:10240*2)
x1 = x1-mean(x1);
fs = 25600;
N = length(x1);
t = 0:1/fs:(N-1)/fs;
figure
[pEnvInner, fEnvInner, xEnvInner, tEnvInner] = envspectrum(x1, fs);plot(fEnvInner, pEnvInner)
xlim([0 500]);ncomb = 20;helperPlotCombs(ncomb,115.6125);xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Ampitude')


y = x1;   %data
sigma = 0.5;
% x_clean = load('blocks.txt');   % load data
N = length(y);
n = 1:N;

完整代码可通过知乎学术咨询获得:
https://www.zhihu.com/consult/people/792359672131756032?isMe=1

擅长领域:现代信号处理,机器学习,深度学习,数字孪生,时间序列分析,设备缺陷检测、设备异常检测、设备智能故障诊断与健康管理PHM等。

相关推荐
wuk99814 小时前
C#和NModbus库实现Modbus从站
开发语言·c#
周周记笔记14 小时前
Python及Ipython解释器
开发语言·python
Theodore_102214 小时前
机器学习(7)逻辑回归及其成本函数
人工智能·机器学习
AKAMAI14 小时前
Akamai与Bitmovin:革新直播与点播视频流服务
人工智能·云原生·云计算
文火冰糖的硅基工坊14 小时前
[人工智能-大模型-54]:模型层技术 - 数据结构+算法 = 程序
数据结构·人工智能·算法
oioihoii15 小时前
当无符号与有符号整数相遇:C++中的隐式类型转换陷阱
java·开发语言·c++
2401_8762213415 小时前
Euler
c++·数学·算法
大千AI助手15 小时前
GELU(高斯误差线性单元)激活函数全面解析
人工智能·深度学习·神经网络·激活函数·正态分布·gelu·高斯误差线性单元
猪哥-嵌入式15 小时前
Go语言实战教学:从一个混合定时任务调度器(Crontab)深入理解Go的并发、接口与工程哲学
开发语言·后端·golang
孤独野指针*P15 小时前
面向边缘AI视觉系统的低成本硬件方案
人工智能