CEEMDAN-小波阈值法在爆破振动信号处理中的应用

摘要

为了处理爆破施工中采集的振动信号的趋势项和高频噪声问题，引入了一种基于CEEMDAN分解和小波阈值相结合的信号处理方法。首先，通过CEEMDAN分解爆破振动径向信号得到一组IMF分量，对各个分量进行FFT变换，通过频谱分析筛选出趋势项分量并去除，对剩余IMF分量进行互相关函数特性分析筛选出含噪IMF分量与纯净IMF分量，并用自相关函数进行校核。然后，利用小波阈值将含噪IMF分量进行滤波处理。最后，将小波阈值滤波处理后的IMF分量与纯净IMF分量重构即为处理后信号。结果表明：该方法在消除噪声和趋势项干扰方面优势明显；与目前广泛采用的处理方法(CEEMDAN法、小波阈值法、EMD-小波阈值法、EEMD-小波阈值法、CEEMD-小波阈值法)对比分析表明，CEEMDAN-小波阈值处理方法信噪比(SNR)为20.460,均方根误差(RMSE)为0.086,所用方法的客观评价指标均显示出更优的处理效果；从处理前后三维时间-频率-能量图反映了处理后信号充分保留了2～200 Hz频段的真实能量信息，进一步提高了爆破振动信号分析的准确性，可以应用于类似爆破振动信号的趋势项与噪声共同处理中。

关键词

CEEMDAN / 信号处理 / 小波阈值 / 噪声 / 趋势项