Page 48 - 无损检测2022年第八期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202208003

基于自适应移位平均降噪与 BP 神经网络的

钢丝绳损伤识别

吴 东 , 张宝金 , 隋显俊 , 刘伟新 , 黄升平 , 杨建华 2
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( 1. 鞍钢集团矿业有限公司眼前山分公司, 鞍山 114044 ;

2. 中国矿业大学 机电工程学院 江苏省矿山机电装备重点实验室, 徐州 221116 )
摘 要: 提出了一种基于自适应移位平均降噪与 BP 神经网络的钢丝绳损伤识别方法, 解决了
强噪声背景下的钢丝绳损伤识别问题。以矿井钢丝绳为检测对象, 采用自适应移位平均法对含噪
的断丝信号与磨损信号进行降噪处理, 通过自适应粒子群优化( APSO ) 算法找到移位平均算法的
最优窗宽; 然后, 以断丝损伤为例, 对输出的最优降噪信号提取峰峰值、 波宽、 波形下面积三种特征
值作为特征值样本, 将样本归一化后输入 BP 神经网络进行损伤识别; 最后, 通过试验验证了所提
方法的有效性。试验结果表明, 该方法能定性识别钢丝绳损伤并且识别准确率高。
关键词: 钢丝绳损伤; 强噪声; 优化算法; 降噪; BP 神经网络

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 08-0014-06

Dama g eidentificationoftheminin gwirero p ebasedonada p tivemovin g

avera g edenoiseandBPneuralnetwork

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WUDon g ZHANGBao j in , SUIXian j un , LIU Weixin , HUANGShen gp in g YANGJianhua 2

( 1.Yan q iansanBranchofAn g an gGrou p Minin gCo. , Ltd. , Anshan114044 , China ;

2.Jian g suKe yLaborator yofMineMechanicalandElectricalE q ui p ment , SchoolofMechanicalandElectricalEn g ineerin g ,

ChinaUniversit yofMinin gandTechnolo gy , Xuzhou221116 , China )

Abstract : A wirero p edama g eidentificationmethodbasedonada p tivedis p lacementavera g enoisereductionand

BPneuralnetworkwasp ro p osedtosolvethep roblem ofwirero p edama g ereco g nitionundertheback g roundof

stron gnoise.Takin g theminin gwirero p easanexam p le , firstl y , theada p tivemovin gavera g emethodwasusedto

denoisethebrokenwiresi g nalandwearsi g nal , andtheo p timalwindowwidthofthemovin g avera g eal g orithm was

foundthrou g htheada p tivep articleswarm o p timization ( APSO ); Then , takin gthebroken wiredama g easan

exam p le , threeei g envaluesoftheout p uto p timalnoisereductionsi g nalwereextractedasei g envaluesam p les : p eak

top eakvalue , wavewidthandareaunderwaveform.Thesam p leswerenormalizedandp ut intoBPneuralnetwork

fordama g eidentification ; Finall y , theeffectivenessofthep ro p osed method wasverifiedb yex p eriments.The

ex p erimentalresultsshowthatthis methodcanq ualitativel yidentif ythewirero p edama g e , andthereco g nition

accurac y ishi g h.

Ke ywords : wirero p edama g e ; stron gnoise ; o p timizational g orithm ; denoise ; BPneuralnetwork
由于工作环境复杂恶劣, 钢丝绳在使用过程中 容易出现断丝、 磨损等损伤 [ 1 ] 。钢丝绳损伤造成的
停工会带来巨大的经济损失, 甚至可能威胁到人员
生命安全, 因此有必要对钢丝绳进行损伤检测。
收稿日期: 2021-12-22
漏磁 检 测 是 钢 丝 绳 无 损 检 测 的 一 种 常 用 方
作者简介: 吴 东( 1982- ), 男, 高级工程师, 主要研究方向为矿
山提升系统与安全管理 法 [ 2 ] 。其检测原理是: 利用钢丝绳具有高磁导率的
性质, 使用永磁铁对钢丝绳进行磁化; 当钢丝绳出现
通信作者: 杨建华, j ianhua y an g @cumt.edu.cn
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2022 年 第 44 卷 第 8 期

无损检测