噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 104-111.

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基于改进VMD的岩石破裂声发射信号滤波算法

王婷婷1, 2，王威华1，陈建玲3，孙勤江3，谭跃龙4   

  1. ( 1. 东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆163318；
    2. 东北石油大学黑龙江省网络与智能控制重点实验室，黑龙江大庆163318；
    3. 中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300459；
    4. 大庆钻探工程公司钻井四公司，黑龙江大庆163318 ）
  • 收稿日期:2021-12-02 修回日期:2022-04-04 出版日期:2023-04-18 发布日期:2023-04-18

The Filtering Algorithm for Rock Fracture Signal Based on Improved VMD

  • Received:2021-12-02 Revised:2022-04-04 Online:2023-04-18 Published:2023-04-18

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摘要： 在岩体损伤演化的过程中会释放出带有大量信息的声发射(Acoustic Emission，AE)信号，针对AE信号的非平稳性和非线性等特点以及在采用变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)算法对岩石AE信号去噪时分解参数K和惩罚因子α 难以确定的问题，将VMD算法应用于岩石破裂AE信号滤波中，对岩体AE信号进行预处理，利用Tent 混沌优化的麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm，SSA)对VMD算法的参数K和α 进行优化搜索，其适应度函数为包络熵最小值。之后根据搜索结果来确定VMD的分解参数K和惩罚因子α，并利用优化后的VMD对岩石破裂AE信号进行滤波。经仿真和实验分析可知，Tent-SSA的优化速度和优化精度较为优越，Tent-SSA-VMD的滤波效果优于常规滤波算法。

关键词: 声学, 岩石破裂, 声发射信号, 变分模态分解, 麻雀搜索算法, Tent混沌