煤巖聲發(fā)射信號處理與定位方法的研究.pdf

1、隨著聲發(fā)射技術(shù)的日臻成熟,人們在煤巖體的損壞機制與安全性評價的研究過程中對聲發(fā)射技術(shù)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的煤巖聲發(fā)射信號實現(xiàn)方法復(fù)雜,信號分析結(jié)果也不能很好的反映煤巖聲發(fā)射源,同時針對煤巖聲發(fā)射源定位方法的研究也不夠深入?；谝陨显?本文對煤巖的聲發(fā)射信號分析方法和聲發(fā)射源定位方法進行了研究和探索。
　　本文討論了煤巖聲發(fā)射信號的時域和頻域特征,分析了針對煤巖聲發(fā)射信號的去噪和信號識別方法,同時,針對煤巖聲發(fā)射源定位的問題,分

2、析比較了基于時差定位的線性定位、平面定位和三維定位方法。
　　本文根據(jù)煤巖聲發(fā)射系統(tǒng)中引入噪聲的特點,設(shè)計并實現(xiàn)了濾波去噪與信號識別方法。然后,設(shè)計了一種基于FPGA的聲發(fā)射特征參數(shù)提取方法,仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效的利用硬件資源,高效地實現(xiàn)特征參數(shù)的提取。隨后,文中研究了對定位精度影響最大的兩個因素:信號到達時間和波速的確定,確定了信號到達時間和波速測試的方法,它們均能簡單有效的減小隨機誤差。最后提出了基于最小絕對偏差的 G

3、eiger定位算法,這種方法能夠有效的克服系統(tǒng)容易引入隨機誤差的缺點,并且能夠高效運行,非常適合應(yīng)用到煤巖體等巖石類聲發(fā)射源的定位問題。
　　為了驗證前文所述的信號處理方法和聲發(fā)射源定位方法的效果,設(shè)計了針對煤巖的聲發(fā)射源定位系統(tǒng),包括硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計。設(shè)計的系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)8路聲發(fā)射信號參數(shù)的監(jiān)測,還能夠完成基于最小偏差的 Geiger定位算法。本文的研究成果對于聲發(fā)射檢測方法的深入研究和專用儀器設(shè)備的研制都具有一定的實踐價