液压系统中油箱温度信号的小波消噪处理

　　1 引言

　　液压系统的液压传动与机械传动、电气传动等传动相比[1]，具有体积小、结构布置紧凑、工作性能稳定、容易满足过载保护等优点，因而，液压技术已广泛地应用于工程机械当中。为了更好地控制系统的精度、稳定性、安全性等指标，对液压系统进行实时监测，可以及时地自动控制系统、保护系统、对系统进行故障诊断。在液压技术当中，工作介质的泄漏和系统的发热是两个主要的问题，其中液压系统过热容易导致诸多问题[2~3]，如：液压油粘度减小，系统泄漏量增大，系统的容积效率降低；橡胶密封件变形，甚至老化变质，密封性能下降，使系统产生泄漏；液压元件过热，导致膨胀率太大，各元件之间的间隙变小，摩擦力增大，增加液压控制元件失灵的概率；箱内油液易氧化变质，形成沉积物，可堵塞过滤器及液压阀的小孔。

　　因此工作在液压系统的油箱温度应该经常检查，通过传感器对油箱温度进行在线测量并提取油箱的温度信号，直接显示出油箱内工作物质的实际温度，及时掌握液压系统的正常运行对保证设备的性能和安全、液压系统的生产效率是非常重要的。但是，由于受到生产中的各种环境因素，各种电辐射、磁辐射、磁电耦合干扰、热噪声干扰等影响，所采集的数据中包含有大量噪声，对含噪的时变信号进行消噪，传统的傅立叶分析不具有时频分辨率，不能取得满意的消噪效果，小波变换理论为数据的消噪提供了强有力的工具，能够克服传统方法处理非平稳信号时存在的不足。

　　小波变换具有多分辨率分析的功能，在时、频两域都能表达信号的局部特性，尤其是在时变信号（如机械测量信号、机械发热时的温度信号、人体生理信号的脑电等）分析有独特的无可比拟的优点，已广泛地应用于生物医学信号处理、系统的自动控制、机械故障诊断。

　　小波方法消噪可供用的小波函数具有多样性特点[6]，但是选择不同的小波函数进行消噪所得结果存在差异，有时差异会很大，因而对选取小波基与信号消噪结果进行综合考虑以确定最佳小波基，获得最好的消噪结果。

　　用比较法分析正交性和线性相位性对含噪信号进行小波分解系数及小波重构效果的影响，得出两种性质在不同信噪水平下对信号进行消噪的差异，最后用双正交小波基 bior2.4 对信号进行了消噪处理。

　　2 信号的小波分解与重构

　　小波变换将信号分解为多个在不同尺度下的基小波的线性组合，这些基小波函数能够随着信号尺度变化而自动伸展或压缩，尺度变大时，基小波变宽，而尺度减小时，基小波则变窄，因而对信号进行分解时在时间和频率上有不同的分辨率，能够在信号的低频区域使用较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频区域使用高的时间分辨率和低的频率分辨率，因此，应用于对温度信号进行分解能够把信号的不同频率成份区分开来。