本文主要进行了以下两个方面的研究工作,一是在小波多分辨率分析快速算法的基础上,导出了适合计算机高级语言C/C++编程的小波快速算法的矩阵表达式;二是为了满足煤厚探测的实时性要求,将小波快速算法在高速数字信号处理器TMS320C5402芯片上运行,并在CCS开发环境下的软件仿真器(Simulator)中对实测煤厚信号进行分析处理。具体内容概括如下: 首先,通过对顶煤厚度探测的基本原理和煤厚探测信号特征的分析,应用声波垂直反射法在理论上可以有效的判断出煤层的厚度。通过比较实测煤厚信号傅立叶变换相频图和小波时频分析图,并根据弹性波在煤岩介质中传播的特点,得知只有在时频分析中才可以准确有效地判断出混叠在接收声波信号中的反射波初至点,从而提出了小波多分辨分析在煤厚信号分析的可行性。在小波多分辨分析的基础上,详细分析了小波快速算法——Mallat算法。为了在计算机上实现Mallat算法,推导出了适合于计算机高级语言编程的具有卷积运算和信号周期扩展特征的小波快速算法矩阵表达式,并将该算法用高级语言C/C++进行编程,在编程过程中采用了模块化的编程方法,程序主要分为三个模块:读取数据模块,小波快速分解模块和小波快速重构模块。 其次,为了将小波快速算法在煤厚探测仪的硬件中运行,满足煤厚探测信号处理的实时性要求,选用了高速数字信号处理器TMS320C5402芯片作为整个小波快速算法运算的核心部件。详细介绍了适合小波快速算法的TMS320C5402芯片独特的硬件结构特点、特有的汇编指令系统和集成软件开发环境(CCS2),并采用模块化的编程方法实现小波快速算法。在具有软件仿真器(Simulator)的集成开发环境CCS2中运行小波快速算法,将运算结果与C/C++运算结果相比较知,二者完全相同。 以上研究表明,在TMS320C5402芯片上运行小波多分辨分析,对煤厚探测信号进行分析处理,不但可以满足实时探测的要求,而且探测的效率快、精度高,能够达到比较理想的效果。因此,将小波快速算法运用到DSP芯片中探测煤厚具有广阔的应用前景。