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基于总体经验模态分解的水文序列多尺度分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第11期39卷 105-108,121页

作者：邵骏吕孙云钱晓燕袁鹏长江水利委员会水文局湖北武汉430010 四川大学水利水电学院四川成都610065 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

为解决模态混叠问题,将总体经验模态分解方法应用于水文时间序列的多尺度研究中.将白噪声加入原始序列,经过总体经验模态分解后得到固有模态函数,通过对结果进行显著性检验并最终得到水文时间序列主要振荡周期、中心频率、平均振幅等信... 详细信息

为解决模态混叠问题,将总体经验模态分解方法应用于水文时间序列的多尺度研究中.将白噪声加入原始序列,经过总体经验模态分解后得到固有模态函数,通过对结果进行显著性检验并最终得到水文时间序列主要振荡周期、中心频率、平均振幅等信息.通过对黄河三门峡水文站实测天然年径流序列进行分析,发现总体经验模态分解能够较好地解决模态混叠现象;同时与小波分析方法对比,该方法较之传统的经验模态分解具有更高的精度,能够应用于水文时间序列多尺度分析研究.

关键词：水文序列总体经验模态分解模态混叠希尔波特-黄变换多尺度分析

基于软筛分停止准则的改进经验模态分解及其在旋转机械故障诊断中的应用

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机械工程学报 2019年第10期55卷 122-132页

作者：彭丹丹刘志亮靳亚强秦勇电子科技大学机械与电气工程学院成都611731 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

筛分停止准则是影响经验模态分解在高速列车旋转机械故障诊断准确率的关键因素之一。目前普遍采用预先设定阈值的方法,不具有自适应性,导致经验模态分解易出现模态混叠的问题,进而影响故障诊断结果。鉴于充分论证筛分停止准则对经验模... 详细信息

筛分停止准则是影响经验模态分解在高速列车旋转机械故障诊断准确率的关键因素之一。目前普遍采用预先设定阈值的方法,不具有自适应性,导致经验模态分解易出现模态混叠的问题,进而影响故障诊断结果。鉴于充分论证筛分停止准则对经验模态分解结果的影响,提出一种能够自适应控制筛分过程的软筛分停止准则,用于抑制模态混叠问题,提高经验模态分解精度和效率。针对目标信号,该准则通过定义一个刻画全局能量和局部冲击的目标函数,结合启发式搜索机制,实现每次筛分过程中筛分迭代次数的优化,进而保障经验模态分解获取最优分解结果。利用仿真数据和凯斯西储大学轴承基准数据集,对改进的经验模态分解与两种传统实现方法在不同的分解和诊断性能维度上进行对比讨论。最后,将提出的改进经验模态分解方法成功应用于高速列车旋转机械模拟试验台的故障诊断案例中。

关键词：经验模态分解模态混叠筛分停止准则故障诊断高速列车

基于标准互相关函数的经验模态分解端点效应处理方法

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机械工程学报 2013年第5期49卷 63-68页

作者：杨斌陈桂明刘建友第二炮兵工程大学装备管理工程系西安710025

在经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)过程中由于信号端点处极值点的不确定,导致信号上下包络线拟合过程中存在端点效应,使得EMD的分解结果严重失真。在分析现有处理方法的基础上,提出一种基于标准互相关函数的包络线拟合... 详细信息

在经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)过程中由于信号端点处极值点的不确定,导致信号上下包络线拟合过程中存在端点效应,使得EMD的分解结果严重失真。在分析现有处理方法的基础上,提出一种基于标准互相关函数的包络线拟合法。该方法以标准互相关函数为判定依据,每次分解时在信号上下包络线内部分别寻找一段与端点处包络线波形最相似、幅值差异最小的波形,用此段波形代替产生端点效应的包络线进行迭代,实现端点处包络线与原信号包络线边界处的光滑过度,减小端点处包络线的拟合误差。通过仿真和油膜涡动试验表明该算法可以有效解决端点效应问题,具有较高的分解精度,同时对模态混叠现象也有一定的抑制作用,与其他几种常见算法相比具有算法简单、易于实现的特点。

关键词：经验模态分解端点效应标准互相关函数包络线模态混叠

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基于改进的集合经验模态方法振动信号分解

上海交通大学学报 2016年第9期50卷 1452-1459页

作者：刘涛杜世昌黄德林任斐梁鑫光上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂上海200245

针对集合经验模态分解(EEMD)中2个重要参数白噪声幅值系数和集合平均次数的优化问题,提出了一种基于变步长模式搜索的集合经验模态方法.该方法以EEMD期望的分解误差设定值为目标,利用自适应EEMD得到的白噪声幅值系数为初值,对不同振动... 详细信息

针对集合经验模态分解(EEMD)中2个重要参数白噪声幅值系数和集合平均次数的优化问题,提出了一种基于变步长模式搜索的集合经验模态方法.该方法以EEMD期望的分解误差设定值为目标,利用自适应EEMD得到的白噪声幅值系数为初值,对不同振动信号能够自动获取合适的EEMD参数,解决模态混叠问题.仿真实验和工程案例验证结果表明:与传统EEMD和自适应EEMD相比,基于变步长模式搜索的EEMD方法具有更高的分解精度及更快的运算效率.

关键词：集合经验模态分解变步长模式搜索振动信号模态混叠

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基于最优特征的改进经验模态分解方法

吉林大学学报（工学版） 2017年第6期47卷 1957-1963页

作者：刘薇娜周小龙姜振海马风雷长春理工大学机电工程学院长春130022 长春工业大学机电工程学院长春130012

针对经验模态分解(EMD)过程中存在的模态混叠等问题,提出了一种基于最优特征的自适应白噪声平均总体经验模态分解方法。该方法采用基于边界局部均值延拓的方法抑制端点效应问题,同时,在经验模态分解的每个阶段自适应地添加有限次白噪声... 详细信息

针对经验模态分解(EMD)过程中存在的模态混叠等问题,提出了一种基于最优特征的自适应白噪声平均总体经验模态分解方法。该方法采用基于边界局部均值延拓的方法抑制端点效应问题,同时,在经验模态分解的每个阶段自适应地添加有限次白噪声,保证在平均次数相对少的情况下,通过计算唯一残余分量来获取信号的固有模态函数,从而避免了模态混叠问题的产生。通过分析仿真信号和实测信号,证明了该方法对模态混叠现象有一定的抑制作用,同时可有效避免端点效应问题的产生。

关键词：机械设计经验模态分解最优特征模态混叠固有模态函数

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完全互补小波噪声辅助集总经验模态分解

振动与冲击 2017年第4期36卷 232-242页

作者：何刘丁建明林建辉刘新厂西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

经验模态分解(EMD)是一种自适应非线性非平稳数据处理方法。噪声辅助的EMD方法能克服EMD方法在处理间歇信号时出现的"模态混叠"现象。在这些噪声辅助方法中,互补集总经验模态分解(CEEMD)和完全噪声辅助噪声集总经验模态分解(CEEMDAN)恢... 详细信息

经验模态分解(EMD)是一种自适应非线性非平稳数据处理方法。噪声辅助的EMD方法能克服EMD方法在处理间歇信号时出现的"模态混叠"现象。在这些噪声辅助方法中,互补集总经验模态分解(CEEMD)和完全噪声辅助噪声集总经验模态分解(CEEMDAN)恢复了EMD分解的完整性。在现有分析方法上提出了完全互补小波噪声辅助集总经验模态分解(CCWEEMDAN)算法。该算法能用更小的集总数、更少的迭代次数和极小的计算消耗获得更好的光谱分离效果和数目较少的筛选模态。

关键词：经验模态分解集合经验模态分解噪声辅助模态混叠互补集总经验模态分解

基于改进HHT的高拱坝模态参数识别方法研究

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水力发电学报 2012年第1期31卷 48-55页

作者：李成业刘昉马斌宋明富天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 二滩水力发电厂四川攀枝花617000

水工结构出现损伤会使结构特定部分的质量或刚度发生损失,进而改变结构动力特性,这些都将在结构的模态信息中有所反映,因此如何精确地获取结构的模态信息是水工结构运行状态监测的重要前提。本文针对原型动力试验激励难的问题,结合水工... 详细信息

水工结构出现损伤会使结构特定部分的质量或刚度发生损失,进而改变结构动力特性,这些都将在结构的模态信息中有所反映,因此如何精确地获取结构的模态信息是水工结构运行状态监测的重要前提。本文针对原型动力试验激励难的问题,结合水工结构环境激励荷载的特点,研究基于改进HHT(Hilbert-Huang Transform)的高拱坝模态参数方法。针对密频结构响应信号EMD分解过程中出现的模态混叠现象,提出了带通滤波和伪信号处理技术相结合的方法,对泄洪振动信号的EMD过程进行控制,得到结构的各阶模态分量,然后应用随机减量法提取出各阶模态分量的自由衰减信息,最后对自由衰减信息进行Hilbert变换和最小二乘拟合,得到拱坝的模态参数。

关键词：水工结构模态参数模态混叠高拱坝带通滤波伪信号

基于Morlet小波变换的结构密集模态参数识别

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东南大学学报（自然科学版） 2012年第2期42卷 339-345页

作者：孙鹏丁幼亮张劲泉李爱群邓扬东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 交通运输部公路科学研究院北京100088

为了解决结构密集模态识别精度不高的问题,提出了基于Morlet小波变换进行结构模态参数识别的一套方法流程.首先,从公式推导的角度对结构模态混叠的机理进行研究分析,明确和量化了密集模态的定义,提出了结构模态密集度指标——相邻模态... 详细信息

为了解决结构密集模态识别精度不高的问题,提出了基于Morlet小波变换进行结构模态参数识别的一套方法流程.首先,从公式推导的角度对结构模态混叠的机理进行研究分析,明确和量化了密集模态的定义,提出了结构模态密集度指标——相邻模态的频率比,以此判定应用Morlet小波变换进行模态识别的有效性.其次,针对边端效应和噪声污染的不利影响,改进了小波变换识别结构模态参数的方法,并提出了最优小波中心频率的选取方法.理论研究结果表明,当相邻模态的频率比值一定时,随着阻尼比以及相邻模态阻尼比差值的增加,模态混叠的严重程度也增加.数值仿真算例结果表明,这种改进的模态识别方法可有效地识别结构的模态参数,且能够获得较高的参数识别精度.

关键词： Morlet小波参数识别密集模态模态混叠方法改进

基于集成经验模态分解和量子细菌觅食优化的风速预测模型

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太阳能学报 2015年第12期36卷 2930-2936页

作者：章国勇伍永刚张洋华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074 西澳大利亚大学电气电子及计算机学院

基于风速时间序列内在规律特性,为改善经验模态分解(EMD)模态混叠现象,提出基于集成经验模态分解(EEMD)的风速组合预测模型。同时,针对预测模型参数选择问题,将量子力学的思想引入细菌觅食优化的繁殖算子中,结合量子空间下概率分布模型... 详细信息

基于风速时间序列内在规律特性,为改善经验模态分解(EMD)模态混叠现象,提出基于集成经验模态分解(EEMD)的风速组合预测模型。同时,针对预测模型参数选择问题,将量子力学的思想引入细菌觅食优化的繁殖算子中,结合量子空间下概率分布模型完成参数寻优。4种算法的参数优化结果表明,改进算法具有更好的全局寻优性能并能提高模型泛化能力。将其应用于组合预测模型中,仿真表明,基于EEMD预测模型能较好地消除EMD的模态混叠现象,具有更高的预测精度。

关键词：风速预测模型模态混叠总体经验模态分解细菌觅食优化