王婷婷，李方，霍雨佳，等. 基于AO优化VMD-小波包的岩石破裂声发射信号去噪算法[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2023，5( 6 )：063037.
WANG Tingting，LI Fang，HUO Yujia，et al. Modified denoising algorithm of rock fracturing acoustic emission signal based on AO optimized VMD-Wavelet packet[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2023，5( 6 )：063037.
基于AO优化VMD-小波包的岩石破裂声发射信号去噪算法
王婷婷1,3，李 方1，霍雨佳1，王振豪1，赵万春2,4
( 1. 东北石油大学 电气信息工程学院，黑龙江 大庆 163318；2. 东北石油大学 非常规油气研究院，黑龙江 大庆 163318；3. 东北石油大学 黑龙江省网络与智能控制重点实验室，黑龙江 大庆 163318；4. 东北石油大学 陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318 )
摘 要：针对岩石在破裂过程中产生的大量含噪声发射信号问题，基于天鹰优化( Aquila Optimizer，AO )算法提出一种改进的变分模态分解( VMD )联合小波包分解的声发射( AE )信号去噪算法。利用Circle混沌优化的AO算法对VMD算法中的分解模态个数K和二次惩罚因子 进行寻优，有效避免了人为经验选取参数导致的时间消耗以及效果不佳等问题；利用得到的最优参数组合对岩石破裂声发射信号进行分解，得到一系列本征模态分量，结合相关系数筛选出含噪分量；然后利用小波包去噪算法对含噪分量进行处理；最后，将未处理的分量与降噪处理后的分量重构得到去噪后的AE信号。通过仿真和实测信号分析，结果表明与现有去噪算法相比，该算法能更好地去除AE信号中的噪声分量，保留信号的频域特征信息，可为后续利用声发射信号探究岩体破裂规律提供参考。
关键词：岩石破裂声发射信号；天鹰优化算法；变分模态分解；小波包去噪；Circle混沌
基金项目：国家自然科学基金资助项目( 52074088，52174022，51574088，51404073 )；东北石油大学省杰青后备人才资助项目( SJQH202002 )；2020年度东北石油大学西部油田开拓专项资助项目( XBYTKT202001 )；黑龙江省博士后科研启动金资助项目( LBH-Q21086，LBH-Q20074 )；控制科学与工程团队专项资助项目( 2022TSTD-04 )；黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目( DQYT-2022-JS-758 )；低渗透油气田勘探开发国家工程实验室2023年度开放课题( 盆地西缘钻井提速技术攻关 )
作者简介：王婷婷( 1982— )，女，黑龙江安达人，教授，博士，主要从事先进控制算法、人工智能等方面的研究工作。E-mail：wangtingting@nepu. edu. cn
通信作者：赵万春( 1978— )，男，吉林长春人，教授，博士，主要从事油气井工程等方面的研究工作。E-mail：zhaowanchun@nepu. edu. cn
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