经验模态分解中的模态混叠问题

作     者：胡爱军 孙敬敬 向玲 

作者机构：华北电力大学机械工程系保定071003 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2011年第31卷第4期

页      面：429-434,532-533页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:11072078) 中央高校基本科研业务费资助项目(编号:09QJ45) 

主　　题：经验模态分解 模态混叠 高频谐波 异常事件 故障诊断 

摘      要：针对经验模态分解(empirical model decomposition,简称EMD)存在的模态混叠问题,总结了引起模态混叠异常事件的类型,讨论了模态混叠的产生原因,提出了采用加入高频谐波后再进行EMD分解消除模态混叠的方法。根据信号分析频率范围和特征选择高频简谐波的频率和幅值,并使高频谐波作为第1阶IMF分解出来,可以有效消除模态混叠现象,异常事件通常可以包含在第1阶IMF中,必要时可以将加入的高频信号直接减掉,不影响对EMD结果的判断。与总体平均经验模态分解法(ensemble empirical model decomposition,简称EEMD)对比的仿真计算表明,两种方法都可以有效消除模态混叠现象,但高频谐波加入法具有运算速度快、误差小、分解结果物理意义明确和不需后处理的优点,对含复杂异常事件的实际故障信号分析验证了该方法在工程应用中的有效性和可行性。