噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 180-187.

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基于多滤波降噪法的桥梁应变监测信号处理

卢海林1, 2，郭馨阳1，郝静1   

  1. （1. 武汉工程大学土木工程与建筑学院，武汉430074；
    2. 武汉工程大学绿色土木工程材料与结构湖北省工程研究中心，武汉430074）
  • 收稿日期:2022-11-07 修回日期:2023-04-11 出版日期:2024-08-18 发布日期:2024-08-16

Bridge Strain Monitoring Signal Processing Based on Multi-filter Denoising Method

  • Received:2022-11-07 Revised:2023-04-11 Online:2024-08-18 Published:2024-08-16

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摘要： 针对桥梁应变监测信号存在多源噪声，以及现有降噪法难以准确选取有效固有模态函数（Intrinsic Mode Function，IMF）分量的问题，提出一种有效的多滤波降噪法。首先，采用自适应噪声抵消器对含噪信号进行预处理，以滤除低频噪声，再对其进行自适应噪声完备集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decompositionwith Adaptive Noise，CEEMDAN）得到IMF分量，并利用频谱分析-自相关函数双重判断准则选取IMF分量；随后，对其进行奇异值分解，利用奇异值差分谱确定各分量有效阶数；最后，将各有效IMF分量的有效阶重构得到去噪信号。通过模拟试验验证上述方法的合理性，并将其应用于桥梁应变监测信号处理。结果表明：采用上述双重判断准则选取有效IMF分量具有较好效果，且提出的多滤波降噪法在桥梁应变监测信号处理中具有显著的优越性。

关键词: 振动与波, 桥梁应变, 多滤波降噪法, 双重判断准则, 固有模态函数, CEEMDAN, 奇异值分解