权新

摘  要：本文将详细介绍飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号降噪模型的搭建，通过专业的研究与调查，研究人员精准结合小波分解与经验模态分解方式，详尽阐述两种降噪方式的应用过程，如分解噪音信号、明确分解阶数、优化建模仿真及确认降噪效果，根据模型试验效果来确认合适的环路阻抗信号降噪方法。

关键词：信号降噪方法;屏蔽层环路阻抗;仿真建模

引言：为探索飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号降噪方式，研究人员及时了解该阻抗信号带去的危害，利用环路阻抗模型的应用来找出缩减阻抗信号噪音的有效方法，透过对经验模态分解与小波分解整合的了解，增强对电缆信号的控制度。

1搭建环路阻抗模型

1.1设置物理模型

为更好地确认飞机电缆屏蔽层环路阻抗的信号降噪效果，研究人员采用了小波降噪与经验模态分解相融合的方式，在掌握该电缆屏蔽层环路阻抗的具体运行环境后，为其搭建对应的物理模型。具体来看，环路阻抗测试系统可使用两种磁耦合器，即感应耦合器与驱动耦合器，利用驱动耦合器可将交流电压耦合至需要测试的电缆内，电缆屏蔽层内生成感应电压，而感应电压又会在屏蔽层环路中生成感应电流，感应耦合器就能在环路内感应到电流信号，即利用该原理设置出合适的物理模型。

1.2架构数学模型

飞机电缆电压的钳口处由多种电压线圈构成，电压线圈会带有工频性质的激励信号，被测回路内可感应到电动势，用符号e来表示，被测回路在电动势e的影响下可生成感应电流i，在已知i与e的情况下，被测环路的电阻值为e/i，而电动势e的数据来源为E/n1，E为电压钳发射圈内的交流电压值、n1则属原边线圈与副边的匝数比值，感应电流i值的数据来源为I*n2，n2为副边线圈与原边的匝数比值、I为钳口电流线圈与电流磁环的感应电流，在明确该项内容后可及时架构出数学模型[1]。

1.3建立仿真模型

在完成物理模型与数学模型的搭建后，研究人员可在信息系统内设置仿真模型。具体来看，可将信号源设定成200Hz/10Vpp，在感应钳口与驱动钳口附近安置理想变压器，依照具体的电压电流参数来设置变压器的匝数比，即分别为1：1000、1000：1，环路电阻值可设定在0.2Ω左右，在当前的试验中应用NI电流采集卡，借助手册查询来掌握其输入抗阻为138Ω，输入阻抗的計算公式为Z=（ES/I1）-ZS，在该公式中Z代表着输入阻抗，ES为电源电动势、I1为一次电流、而ZS则代表着交流电源内部阻抗，可将其负载值设定成138Ω，为增强试验仿真环境与具体情况的适应性，可在电流感应电路、屏蔽层环路与信号源中添加高斯白噪音，其采样率可设定在10kHz左右，具体的仿真时间在0.03s上下，继而利用仿真模型来获取环路电流与环路电压。

2飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号降噪方式的应用过程

2.1分解噪音信号

在完成飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号仿真模型的搭建后，试验人员需精准观察小波分解与经验模态分解形式的融合过程，借助联合去噪形式来完成该项试验。具体来说，可利用经验模态分解法来分解噪音信号，获取IMF分量，在试验过程中可发现IMF分量频率将呈现递减趋势，若噪音较大可判断其属高频信号，即高频IMF分量的成分含有噪声信号，在分解阶数逐步增加后，不同IMF分量内含有的噪声信号将逐渐削弱，研究人员根据该现象可逐步抛弃不同的高阶噪声，对其他阶层的IMF分量运用小波分解法去除噪音，并重新解析其生成的各种噪声信号。

2.2明确分解阶数

在当前试验中白噪声IMF分量内的能量密度值与其周期乘积为一个常数，可用EnTn=const来表示，Tn代表着IMF第n个周期、而En则呈现出IMF分量第n各能量密度。试验人员可将已选择的白噪声信号设定为u（t），其分解后获取的IMF分量周期与能量密度乘积为TuiEui=Cui，i代表着噪声分解获取的i个IMF分量，Cui为常数值，也可用EnTn来表示，在确认白噪音信号后，可及时设定评估系数，并用α来表示，α=（CIMFn-Cui）/Cui，根据已知数值，可看出IMFn中的主要成分为噪声，若α值偏小，可直接抛弃IMF分量;当α值偏大时，代表着其内部信号为有效信号，在适当保留后运用小波分解法来完成降噪处理。

2.3优化建模仿真

在完成经验模态分解法的应用后，试验人员应利用小波分解法来分解仿真模型内的噪声信号。首先，应及时明确去噪效果的评价标准，即去噪以后的信号信噪比、原始信号与去噪信号的波形对比图，当信噪比数值上升时可说明噪声去除效果较佳。其次，试验人员将仿真模型内的电压信号放置到特定的信息系统中，10kHz为采样频率、7dB为信噪比，在完成对信号噪声的分析后利用经验模态来分解含噪信号，并获取不同阶段的IMF分量，在本次试验中，IMF1-8分量的常数值分别为4.4535、3.0161、4.0075、3.5619、6.1187、3348、3710与995，而在掌握了IMF分量的常数值后，根据特定公式可获取与IMF分量相对应的α值，其具体数值分别为1.2268、0.5080、1.0038、0.7809、2.0593、1673、1854与497，在完成该项试验后，依照IMF分量对应的α值而言，试验人员可适时去掉IMF1-5，对IMF6-8实行不同程度的小波分解，利用小波分解法来去除信号内部的噪声，在完成该类分量的噪声分解后，应对该类信号进行重新架构，再及时检测飞机电缆屏蔽层环路阻抗内信号的噪声，确认仿真试验的执行效果。

2.4确认降噪效果

在完成经验模态分解与小波分解的试验后，试验人员应及时测试飞机电缆屏蔽层环路阻抗信号噪声，明确降噪效果，在本次试验内，当信噪比值在7dB期间，若采用单一的小波分解或经验模态分解，其波形处理将产生严重失真，降低信号噪声的处理效果;在充分结合小波分解与经验模态分解法后，其获取的信噪比值将稳步升高，提升信号噪声去除效果。

总结：综上所述，在处理飞机电缆屏蔽层环路阻抗内的信号噪声时，研究人员可利用仿真模型试验来提取信号内部噪声，在充分结合小波分解与经验模态分解法后，可及时观察信号噪声的信噪比，根据信噪比的变化来确认信号噪声的处理效果，增加飞机飞行的安全性、准确性。

参考文献：

[1]李春龙.某型机舱内降噪改进研究[J].中国新技术新产品，2021（20）：60-62.