[发明专利]桥梁动应变信号降噪方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，包括：

获取待降噪桥梁动应变信号；

对所述待降噪桥梁动应变信号进行预处理操作，得到预处理信号，并将所述预处理信号进行CEEMDAN分解，得到多个IMF分量和一个残余分量；

利用相关系数及自相关函数确定有效IMF分量，其中，所述相关系数为各IMF分量与所述待降噪桥梁动应变信号之间的相关系数，所述自相关函数为所述相关系数大于预设阈值的IMF分量的归一化自相关函数；

对所述有效IMF分量进行奇异值分解，并利用奇异值差分谱法选出有效奇异值，将所述有效IMF分量的有效奇异值与所述残余分量重构，得到降噪桥梁动应变信号。

2.根据权利要求1所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述对所述待降噪桥梁动应变信号进行预处理操作，得到预处理信号，包括：

构建自适应噪声抵消器，并利用所述自适应噪声抵消器对所述待降噪桥梁动应变信号进行预处理，得到所述预处理信号；

所述构建自适应噪声抵消器，具体包括：

对所述待降噪桥梁动应变信号进行小波分解，得到不同尺度下的近似信号和细节信号；

利用自适应滤波器与小波分解中预设分解尺度对应的低频细节信号构建所述自适应噪声抵消器。

3.根据权利要求2所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述自适应滤波器的迭代算法包括：

y(n)＝W^T(n)X(n)

e(n)＝d(n)-y(n)

W(n+1)＝W(n)+2μe(n)x(n)，

其中，X(n)为输入信号，y(n)为输出信号，W(n)为权系数，d(n)为期望信号，e(n)为误差信号，μ为步长。

4.根据权利要求1所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述将所述预处理信号进行CEEMDAN分解，得到多个IMF分量和一个残余分量，包括：

在所述预处理后信号中增加入白噪声得到第一集合信号，对所述第一集合信号进行经验模态分解，求解第一IMF分量；

在所述预处理信号中获取除所述第一IMF分量之外的第一残余分量，在所述第一残余分量中增加所述白噪声得到第二集合信号，对所述第二集合信号进行经验模态分解，求解第二IMF分量；

重复上述分解步骤，直至残余分量为单调函数且不能进行分解为止，得到多个IMF分量和一个残余分量。

5.根据权利要求1所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述利用相关系数及自相关函数确定有效IMF分量，包括：

计算各IMF分量与所述待降噪桥梁动应变信号之间的相关系数，将相关系数小于预设相关系数阈值的IMF分量确定为第一无效IMF分量；

确定相关系数大于所述预设相关系数阈值的IMF分量，计算所述相关系数大于所述预设相关系数阈值的IMF分量的归一化自相关函数，将符合噪声自相关函数特点的IMF分量确定为第二无效IMF分量；

将所述相关系数大于所述预设相关系数阈值的IMF分量中除所述第二无效IMF分量的剩余IMF分量确定为所述有效IMF分量。

6.根据权利要求1所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述对所述有效IMF分量进行奇异值分解，包括：

将所述有效IMF分量利用相空间重构生成Hankel矩阵；

对所述Hankel矩阵进行奇异值分解。

7.根据权利要求6所述的桥梁动应变信号降噪方法，其特征在于，所述将所述有效IMF分量的有效奇异值与所述残余分量重构，得到降噪桥梁动应变信号，包括：

根据奇异值分解的逆过程得到重构矩阵，基于所述重构矩阵进行相空间重构的逆变换得到重构有效IMF分量；

对所述重构有效IMF分量与所述残余分量进行重构得到所述降噪桥梁动应变信号。