基于Mallat小波分析算法的钢丝绳断丝故障检测方法研究★

乔铁柱，郑雅琼

（太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室，太原 030024）

0 引言

钢丝绳是现代化工业中应用极为普遍的一种工具，广泛应用于矿业、交通、建筑、旅游等国民经济的主要行业。由于钢丝绳的应用环境十分恶劣，使用过程中经常会发生断丝、磨损甚至断裂等故障，其质量状况直接关系到生产效率和人身安全[1]，因此对钢丝绳的故障检测已成为亟待解决的问题。

在钢丝绳的故障检测中,因为部分断丝检测信号特征不明显且易存在较大干扰，而小波变换的多分辨率特性可以很好地刻画信号的非平稳特征，可以在不同分辨率下根据信号和噪声的特点去噪。所以利用小波变换对断丝信号进行消噪和分解，重构断丝信号的特征参数,可以提高对采集信号分析判断的准确率,取得较好的测试效果。此外,现阶段在检测过程中，对系统的检测速度提出了更高的要求。对应这一情况，本测试系统采用基于多分辨率分析的快速小波分析算法——Mallat小波分析算法提高对采样信号的处理速度。

在系统硬件方面，采用有成本低、实时处理速度快、可靠性高、易扩展等诸多优点，尤其是可以实时快速的实现各种数字信号处理算法的DSP为测试系统核心器件，为钢丝绳断丝故障的检测提供了良好的硬件平台。

1 检测原理

在外加磁场的作用下将铁磁性材料磁化后，其表面和近表面的缺陷在材料表面形成漏磁场[2]。若材料中无缺陷，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，几乎没有磁感应线从表面穿出，被检表面仅有少量的漏磁通。……