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基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法
基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法
摘要：随着机床主轴振动信号的准确获取和分析方法的研究发展，对主轴振动信号降噪技术的要求也越来越高。本文提出了一种基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法。该方法首先利用小波包分解对主轴振动信号进行多层分解，然后对每一层分解得到的小波系数进行CEEMDAN分解，通过对提取的噪声信号进行CEEMDAN分解和小波逆变换，实现主轴振动信号的去噪。
关键词：主轴振动信号；小波包；CEEMDAN；降噪
1.引言
机床主轴振动信号是机床监测和故障诊断的重要参数之一。主轴振动信号中的噪声和杂频对于准确判断机床的运行状态和诊断故障起着重要作用。因此，如何有效地对主轴振动信号进行降噪处理成为了研究人员关注的热点问题。
2.小波包与CEEMDAN原理介绍
2.1小波包分解
小波包分解是一种多分辨率分析方法，通过不同尺度的小波包基函数对信号进行分解，并得到不同频率成分的小波包系数。小波包分解能够提供更高的频率分辨率，适用于对主轴振动信号进行细节分析。
2.2CEEMDAN分解
CEEMDAN是一种基于经验模态分解（EMD）的方法，将信号分解为多个固有模态函数（IMF）。与传统的EMD方法相比，CEEMDAN具有更好的去噪性能和稳定性。CEEMDAN方法将原始信号分解为多个频带分量，通过对提取的噪声信号进行重构和滤波操作来实现信号降噪。
3.基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法
3.1数据准备
收集并预处理主轴振动信号数据，包括去除噪声和杂频干扰，保证信号的准确性。
3.2小波包分解
对预处理后的主轴振动信号进行小波包分解，选择合适的小波基函数和分解级数。
3.3CEEMDAN分解
对每一层小波包分解得到的小波系数进行CEEMDAN分解，获取每个频带分量的固有模态函数。
3.4噪声信号分解与滤波
通过CEEMDAN分解得到的固有模态函数，提取噪声信号，对噪声信号进行滤波处理，消除噪声的影响。
3.5信号重构
对滤波后的噪声信号进行重构，得到降噪后的主轴振动信号。
4.实验结果与分析
采用基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法对实际机床主轴振动信号进行降噪处理。实验结果表明，该方法能够有效降低主轴振动信号中的噪声和杂频成分，提高信号的准确性和稳定性。
5.结论
本文提出了一种基于小波包与CEEMDAN的MC主轴振动信号降噪方法。该方法通过小波包分解和CEEMDAN分解，能够有效地去除主轴振动信号中的噪声和杂频成分，提高信号的准确性和稳定性。实验结果表明，该方法在机床监测和故障诊断中具有很好的应用潜力。
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