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
AC赳赳老秦1 小时前
DeepSeek教育科技应用:智能生成个性化学习规划与知识点拆解教程
前端·网络·数据库·人工智能·学习·matplotlib·deepseek
拓端研究室2 小时前
2026年医药行业展望报告:创新、出海、AI医疗与商业化|附220+份报告PDF、数据、可视化模板汇总下载
大数据·人工智能
枫叶丹42 小时前
【Qt开发】Qt系统(一)-> 定时器 QTimerEvent 和 QTimer
c语言·开发语言·数据库·c++·qt·系统架构
shayudiandian2 小时前
模型压缩与量化:让AI更轻更快
人工智能
LeonIter2 小时前
用回归分析为短剧APP“号脉”:我们如何找到留存的关键驱动力与产品迭代优先级?
人工智能·数据挖掘·回归
后端小张2 小时前
【AI学习】深入探秘AI之神经网络的奥秘
人工智能·深度学习·神经网络·opencv·学习·机器学习·自然语言处理
说私域3 小时前
社群经济视域下智能名片链动2+1模式商城小程序的商业价值重构
人工智能·小程序·重构·开源
xu_yule4 小时前
算法基础(数论)—费马小定理
c++·算法·裴蜀定理·欧拉定理·费马小定理·同余方程·扩展欧几里得定理
girl-07265 小时前
2025.12.28代码分析总结
算法
NAGNIP7 小时前
GPT-5.1 发布:更聪明,也更有温度的 AI
人工智能·算法