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2022
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結構健康監測工(gōng)程技(jì)術方案-數據處理(lǐ)與控制系統
數據處理(lǐ)與控制系統
1) 異常數據判斷分析
2) 數據濾波去(qù)噪方法
首先,在信号傳輸的(de)所有(yǒu)中間(jiān)環節中,任何電(diàn)流的(de)存在都(dōu)會産生(shēng)熱噪聲及其他(tā)噪聲,産生(shēng)信号的(de)傳感器(qì)和(hé)處理(lǐ)信号的(de)儀器(qì)設備都(dōu)能将這(zhè)些噪聲引入信号之中。其次,由于傳感器(qì)受外(wài)部環境幹擾源類型多而複雜(zá),如交流電(diàn)源及其諧波幹擾,雷電(diàn)、無線電(diàn)等的(de)射頻(pín)幹擾、電(diàn)台電(diàn)視(shì)台的(de)信号幹擾等等,因此,在數據進入數據庫之前需要進行去(qù)除噪聲預處理(lǐ)。
通(tōng)常情況下(xià)噪聲可分為(wèi)以下(xià)幾種:
(1)白噪聲:白噪聲,白噪聲在所有(yǒu)場(chǎng)合下(xià)功率譜均是平坦的(de),但(dàn)其幅值分布并不明(míng)确,任一白噪聲函數的(de)總功率與其自(zì)功率譜存在固定關系,白噪聲還(hái)可細分為(wèi)高(gāo)斯白噪聲和(hé)均勻白噪聲。高(gāo)斯白噪聲最常見來(lái)源于電(diàn)子(zǐ)儀器(qì)熱噪聲,其産生(shēng)是不可避免的(de)。
(2)有(yǒu)色噪聲:對(duì)統計(jì)獨立的(de)白噪聲進行濾波,所得到的(de)功率頻(pín)譜的(de)形狀是由濾波器(qì)的(de)傳遞函數來(lái)決定的(de),一般地(dì)說(shuō),數字濾波算(suàn)法産生(shēng)的(de)樣本與白噪聲樣本不同,它所産生(shēng)的(de)樣本是相(xiàng)關的(de),具有(yǒu)非白色的(de)頻(pín)譜。低(dī)頻(pín)成分較為(wèi)豐富的(de)稱為(wèi)紅色噪聲,高(gāo)頻(pín)成分較為(wèi)豐富的(de)稱為(wèi)藍(lán)色噪聲。
(3)脈沖噪聲:脈沖噪聲(即突發噪聲)是突然發生(shēng)的(de)一種噪聲,如雷電(diàn),電(diàn)火花(huā)等,其能量在時(shí)間(jiān)上(shàng)比較集中,它在數學統計(jì)上(shàng)的(de)分布規律比較複雜(zá)。
在時(shí)域和(hé)頻(pín)域裏的(de)信号處理(lǐ)主要包括以下(xià)內(nèi)容:
(1)譜分析和(hé)譜估計(jì),用于分析頻(pín)譜特征;
(2)濾波,用來(lái)提取頻(pín)譜感興趣的(de)部分;
(3)采樣數據的(de)抽取和(hé)內(nèi)查;
(4)信号的(de)相(xiàng)關分析。
在信号處理(lǐ)領域中,以上(shàng)各部分都(dōu)有(yǒu)着密切的(de)關系。其中,濾波技(jì)術常用來(lái)從(cóng)噪聲中提取感興趣的(de)信号,也可用來(lái)阻擋或允許信号中某些頻(pín)率分量的(de)通(tōng)過。根據所要濾除的(de)頻(pín)率範圍來(lái)分,濾波器(qì)可以分為(wèi)低(dī)通(tōng)濾波器(qì)、高(gāo)通(tōng)濾波器(qì)、帶通(tōng)濾波器(qì)和(hé)帶阻濾波器(qì),我們可以根據所感興趣的(de)信号的(de)特征來(lái)決定使用何種類型的(de)濾波器(qì)。
在本系統中,信号的(de)濾波和(hé)去(qù)噪均通(tōng)過硬件(jiàn)方式實現(xiàn),即主要采用濾波器(qì),加速度傳感器(qì)和(hé)風(fēng)速儀的(de)數據應該硬件(jiàn)濾波後,再進入A/D卡,進一步進行錯(cuò)誤數據的(de)判斷等,最後存入數據庫中。
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