[發明專利]基于小波包分析的AOD爐爐口音頻信號預報噴濺的方法

無效

• 申請號: 201410063991.8
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103805734A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 吳立斌;李巖;尤元
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30;G10L25/21
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種基于小波包分析的AOD爐爐口音頻信號預報噴濺的方法，其包括以下步驟：

（一）、安裝定指向音頻采集器，并套有消音套管，避免爐口外信號的干擾，并使其麥克采集口對準AOD爐爐口，實時采集正常冶煉的爐口音頻信號；

（二）、信號放大與濾波處理。將麥克采集的信號進行適當的放大與衰減，使其音平值基本在電壓采集閾值之內，并且在±10V范圍內始終占有較大比例；將每10000個采樣點作為一個數據點，利用db10小波包分解算法將數據點進行四層小波包分解；根據所述的分析特征信號頻段，取第四層中的d41、d42小波為特征信號，并利用小波重構算法得到重構信號D1，D2，完成濾波與特征信號采集；

（三）、特征向量提取：根據信號所述的特征向量，分別提取信號D1，D2的主頻值、小波能量值百分比、最大奇異值、標準方差共8個特征值，設為向量α；

（四）、噴濺可能性判斷：利用相似度函數計算α與β的相似度值θ；根據所述的研究，當θ接近或大于0.95時，說明該信號與噴濺預報信號相似，因此進行噴濺預警否則為正常冶煉狀態；

所述步驟（二）中的小波包重構公式為：

f(t)=1Cψ1a2Wf(a,b)ψ(t-ba)db]]>

步驟（二）所述的小波包分解公式為：

Wf(a,b)=(f(t),ψa,b(t))=|a|-1/2∫Rf(t)ψ(t-ba)dt]]>

步驟（三）所述的小波包能量公式為：

E=∫-∞∞|x(t)|2dt=1Cψ∫-∞∞a-2da∫|Wf(a,b;ψ)|2db]]>

其中：

db10：其中的db小波母函數系列的一種；

信號D1：重構第四層小波包d41的重構信號；

信號D2：重構第四層小波包d42的重構信號；

向量α：是特征向量，由信號D1，D2提出的主頻值、能量值百分比、最大奇異值、標準方差共8個特征值，組成的8元向量；

噴濺預報特征值β：根據大量實驗及資料查找，選擇0～312Hz與312～625Hz頻段主頻值、能量值百分比、最大奇異值、標準方差共8個特征向量作為噴濺預報特征向量值，該特征向量可以很好的表征噴濺前信號的時頻特性，選取向量為[0.2?1.828?0.4743?0.1605?1.6538?0.5597?202.531?68.5371]；

θ：利用相似度函數計算α與β的相似度值；

a：為伸縮因子；

b：為平移因子；

ψ(t)：是小波母函數；

ψ_a,b(t)：是由小波母函數經伸縮和平移后得到的一組小波函數族；

W_f(a，b；ψ)：由母函數ψ分解得到的小波包分解權值；

C_ψ：是小波包分解系數；

x(t)：是時域信號大小；

E：為小波包能量；

W_f(a,b)：是小波包分解權值；

f(t):時域信號，其中t是時間單位；

表示時間t平移b個單位伸縮a個單位；

da：伸縮因子a的微分因子；

db：平移因子b的微分因子；

dt：時間t微分因子；

R：實域范圍。