基于LabVIEW的小波变换在信号去噪中的应用研究.pdf

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1、·144·内燃机与配件基于LabVIEW的小波变换在信号去噪中的应用研究ResearchontheApplicationofWaveletTransforminSignalDenoisingBasedonLabVIEW郭宇庭（神华准能黑岱沟露天煤矿，鄂尔多斯010300）摘要：通过在LabVIEW中建立db小波去噪程序，测试了小波变换对不稳定信号的滤波效果，在此基础上加入ButterWorth滤波器，对比分析了小波变换和傅立叶变换去噪的不同点，结果表明LabVIEW的信号处理模块可完全满足信号滤波程序的开发，而无需通过调用MatlabScript

2、节点来实现小波变换。Abstract:ThroughtheestablishmentofDBwaveletdenoisingprocedureinLabVIEW,wetesttheeffectofwavelettransformontheunstablesignal.Onthisbasis,weaddButterWorthfiltertocomparethedifferencebetweenwavelettransformandFouriertransform.TheresultshowsthatLabVIEWSignalprocessingmo

3、dulecanfullymeetthedevelopmentofsignalfilteringprocedures,withouthavingtocalltheMatlabScriptnodetoachievethewavelettransform.关键词:小波变换；LabVIEW；信号去噪Keywords:wavelettransform；LabVIEW；signaldenoising0引言随着科技的不断进步，各类工程系统也越来越复杂，其系统的可靠性和安全性已成为技术人员必须考虑的问题，可通过对工程设备的检测诊断大体判断其安全性能。在这个过程中

4、需要对测得的信号进行处理，如去噪、提取特征等。LabVIEW是美国NI公司的一款功能强大的软件开发工具，它使用图标代替文本代码创建应用程序，其界[1]面和功能与真实仪器十分相像。LabVIEW为用户提供了丰富的库函数和众多的工具箱，在LabVIEW中开发相应的软件程序十分的便捷。相较于傅立叶变换，小波变换在非稳定信号去噪及其[2]奇异性检测、特征提取等方面有独特的优势。部分学者研究了通过在LabVIEW中调用MatlabScript节点来实现小[1，3，4]波变换，而未采用LabVIEW信号处理工具箱中的图1信号去噪程序框图WaveletAnsl

5、ysis工具。则性指数大、具有紧支撑集、消失矩阶数大等特性的小波本文通过采用LabVIEW信号处理工具箱中的[5]函数，但是由于非稳定信号中不确定的因素较多，需要根ButterWorth滤波器、WaveletDenoise和WaveletPacket据实际情况选取合适的小波函数。本文选用db03和db08Analysis工具实现对实例信号的去噪。小波函数对EngineKnocking信号滤波，其中db03小波波1信号去噪程序形较为尖锐，连续性不好，对信号中同样尖锐类型的信号我们采用LabVIEW自带的一个信号EngineKnocking特征较为敏

6、感；而db08小波波形较为圆滑，连续性非常（一组模仿发动机运行中的振动数据）进行小波滤波处理，好，对信号中同样圆滑类型的信号特征敏感。其程序框图如图1所示。选择WADataSample函数中的程序框图的中的WaveletDenoise.VI和WaveletEngineKnocking，此时WADataSample函数输出EngineDenoise2.VI的设置如图2所示。在变换设置子面板中，设Knocking对应的数据；通过获取波形成分函数和Signal置Transformtype为DWT，即离散小波变换；设置WaveletSweep函数获取波形

7、的数据值，再由创建波形函数输出模为db03；设置Level为5，即小波变换对信号进行5层的分拟波形；滤波函数将创建好的EngineKnocking模拟波形解。在阈值设置子面板中，选择Softthreshold，其余设置如接入其中，并将处理后的信号输出显示。图中所示。1.1滤波器的选择和设置同时为了比较小波变换和傅立叶变换滤波的不同，选由于非稳定信号包含大量多频段信息和噪声，因而其择采用傅立叶变换原理的ButterWorth滤波器对Engine信号特征十分不规则，选取一个合适的小波函数要综合考Knocking信号进行滤波。ButterWorth滤波

8、器的设置如图3虑其特性，才能达到较好的滤波结果。理论上应该选择正所示。InternalCombustionEngine&Parts·14