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
aaaameliaaa19 分钟前
字符函数和字符串函数
c语言·笔记·算法
笨鸟先飞,勤能补拙1 小时前
AI 赋能网络安全:技术全景、成熟度评估与实战案例
人工智能·python·安全·web安全·网络安全·sqlite·github
一次旅行1 小时前
AI 前沿日报 | 2026年07月31日
人工智能
2601_963749101 小时前
标题:越华环保集团|面向美丽河湖项目的数字化污水治理云边协同采集架构设计
人工智能
沐籽李1 小时前
从溶剂可及表面积SASA理解抗体结构与工程改造
人工智能·药物设计·aidd·sasa
智慧物业老杨1 小时前
物业如何做好预算管理?落地架构逻辑
人工智能·架构
微学AI1 小时前
一根针指向所有方向:挂谷猜想对 LLM Agent 技能-记忆架构的启示
开发语言·人工智能·架构·挂谷猜想
城管不管1 小时前
ReAct、Plan-and-Execute、Reflection 三大智能 Agent 范式核心区别
java·人工智能·算法·spring·ai·动态规划
boppu2 小时前
布草特殊污渍去渍剂的种类及作用
大数据·人工智能
月疯2 小时前
二分法算法(水平等分图形面积)
算法