程铁栋，张志钊，易其文，等. 基于改进VMD的岩石声发射信号去噪方法[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2022，4( 2 )：023011.
CHENG Tiedong，ZHANG Zhizhao，YI Qiwen，et al. Denoising method of rock acoustic emission signal based on improved VMD[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2022，4( 2 )：023011.
基于改进VMD的岩石声发射信号去噪方法
程铁栋1，张志钊2，易其文1，尹宝勇2，袁海平3
( 1. 江西理工大学 电气工程与自动化学院，江西 赣州 341000；2. 江西理工大学 理学院，江西 赣州 341000；3. 合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009 )
摘 要：针对岩石声发射( AE )信号中包含的噪声分量难以有效滤除的问题，提出了一种变分模态分解( VMD )与样本熵( SE )相结合的AE信号去噪方法。首先，将含噪声的岩石声发射信号进行VMD分解，并获得一系列具有不同中心频率的固有模态函数( IMF )；其次，计算各个IMF分量的样本熵，将其大于设定阈值的IMF分量视为噪声分量剔除并保留最优分量；最后，对最优IMF分量进行重构，进而获得降噪后的AE信号。利用改进VMD去噪与EMD去噪、小波阈值去噪方法对含噪声的岩石声发射信号进行去噪对比分析，结果表明：EMD去噪方法对噪声的滤除效果并不理想；小波阈值去噪方法虽然可以滤除信号中的噪声分量，但去噪后的信号波形出现畸变；改进的VMD去噪方法能够更好地滤除岩石声发射信号中的噪声分量，该方法有助于提取信号的时频特征及信号识别。
关键词：岩石声发射信号；变分模态分解；样本熵；去噪；时频特征
基金项目：国家自然科学基金资助项目( 51874112 )；江西省科技厅重点研发资助项目( 20192BBEL50042 )
作者简介：程铁栋( 1975— )，男，江西宜春人，副教授，博士，主要从事矿山灾害 预警等方面的研究工作。E-mail：Chengtiedong@126.com
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