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改进hilbert-huang变换在齿轮故障诊断中的应用

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航空动力学报 2009年第8期24卷 1899-1903页

作者：沈路李俊生王鸿钧张文斌浙江大学现代制造工程研究所杭州310027 红河学院工学院云南蒙自661100

针对hilbert-huang变换中齿轮故障信号经验模式分解的第一阶固有模态函数通常为非单一信号分量以及经验模式分解产生虚假低频分量的问题,提出一种改进hilbert-huang变换方法.首先在频谱中确定故障信息频率范围,并依据该频率范围和二进... 详细信息

针对hilbert-huang变换中齿轮故障信号经验模式分解的第一阶固有模态函数通常为非单一信号分量以及经验模式分解产生虚假低频分量的问题,提出一种改进hilbert-huang变换方法.首先在频谱中确定故障信息频率范围,并依据该频率范围和二进小波分解的特点确定需提取的相应频带的二进小波系数,然后采用相关系数筛选法剔除小波系数经验模式分解所产生的虚假分量,最后通过局部瞬时能量提取故障特征,实例表明改进的hilbert-huang变换可以有效的提取齿轮故障特征.

关键词：航空发动机齿轮故障诊断改进hilbert-huang变换二进小波系数提取相关系数筛选法

基于模糊Petri网和改进hilbert-huang变换的信息融合电网故障诊断方法

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基于模糊Petri网和改进Hilbert-Huang变换的信息融合电网故障诊断...

作者：李朋东北大学

学位级别：硕士

随着中国经济的快速增长,全社会对电力的需求和依赖日益增加,使得电网跨区域紧密相连,结构越来越复杂,造成不稳定运行的因素变多,电网大规模停电风险变大。目前,电网自动化程度的快速发展使得故障信息快速获取得以实现,当复杂故障发生时... 详细信息

随着中国经济的快速增长,全社会对电力的需求和依赖日益增加,使得电网跨区域紧密相连,结构越来越复杂,造成不稳定运行的因素变多,电网大规模停电风险变大。目前,电网自动化程度的快速发展使得故障信息快速获取得以实现,当复杂故障发生时,调度中心将在短时获得大量的报警和故障信息,超出电网人员的处理能力,难以迅速准确地判断故障,会发生误判和漏判。所以要凭借实时、高效率的电网故障诊断决策系统提供参考。帮助调度员做出电网故障诊断判断,来改善供电的可靠性、减少恢复供电的时间、保证电网安全可靠运行,准确、实时的诊断出故障线路。本文首先分析了现在电网故障诊断的不同故障信息的获取途径;第二章提出了传统的故障诊断方法根据单一开关量信息进行故障元件识别时,会受到护和断路器拒动或误动及其信息在传输过程中的丢失等不确定因素的影响,导致诊断结果不准确的问题,为了解决问题,本章利用模糊Petri网对故障诊断的模型以及容错性进行相应的改进,使模糊Petri网模型搭建简单可靠,诊断速度和容错性得到了较好的改善,但是复杂故障时,也会出现误判现象,应该和电气量相结合来进行深入分析;第三章针对基于单一开关量进行故障诊断时出现的问题,充分考虑故障后电气量信息变化的特征,以及传统的hilbert-huang变换在电气量特征提取过程中出现的模态混叠、包络误差和端点效应等缺陷导致的故障诊断不准确等问题,提出了改进的hilbert-huang变换方法,并将算法的有效性利用算例进行了验证,但是系统发生复杂故障时,利用单一的电气量的故障概率表征可能会出现辨识度不高,不能准确快速的确定故障元件现象;第四章针对上述问题将开关量和电气量相融合利用改进的D-S证据理论进行故障诊断,将故障中开关量和电气量的实际物理意义结合,从修改原始证据体和修改D-S证据理论合成规则两方面来解决证据高度冲突、冲突分配不合理的问题;第五章在上文算法的研究基础上,以信息融合算法为支撑,采用相应的软件框架,将实验室中的电网实验平台与算法相结合,搭建了一套能为调度人员提供辅助判断的故障诊断系统。

关键词：故障诊断模糊Petri网改进hilbert-huang变换 D-S证据理论信息融合

基于改进hilbert-huang变换的交叉互联电缆在线故障定位策略研究

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电机与控制学报 2022年第12期26卷 10-18页

作者：马驰李江涛西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

为了研究交叉互联电缆系统的在线故障定位方法,建立交叉互联电缆的暂态仿真模型,研究不同模式波在交叉互联电缆系统中的传播特性,并结合该特性设计基于改进hilbert-huang变换的故障定位策略。结果表明:同轴模式波群具有最快的传播速度,... 详细信息

为了研究交叉互联电缆系统的在线故障定位方法,建立交叉互联电缆的暂态仿真模型,研究不同模式波在交叉互联电缆系统中的传播特性,并结合该特性设计基于改进hilbert-huang变换的故障定位策略。结果表明:同轴模式波群具有最快的传播速度,且其在交叉互联电缆系统中的传播不受交叉连接方式的影响,可以利用双端法识别同轴模式波的到达时刻对故障进行定位;基于改进hilbert-huang变换及权信号强度判据对故障进行自动定位,克服了小波变换不具有自适应性的弊端,且定位精度良好。结合理论及仿真研究,在对交叉互联电缆进行在线故障定位时,建议采用双端法记录故障引起的暂态波的到达时刻,并采用改进hilbert-huang变换对采样信号进行分析,从而实现故障的在线定位。

关键词：交叉互联电缆改进hilbert-huang变换在线故障定位双端法暂态仿真同轴模式波

基于奇异值分解(SVD)差分谱降噪和本征模函数(IMF)能量谱的改进hilbert-huang方法

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科学技术与工程 2015年第9期35卷 90-96页

作者：柴凯张梅军黄杰唐俊刚解放军理工大学野战工程学院南京210007

针对随机噪声和虚假IMF会导致改进HHT中EEMD分解质量下降和hilbert谱混乱,提出了一种基于SVD差分谱降噪预处理和IMF能量谱剔除虚假分量的改进HHT。该方法首先对原始信号进行SVD降噪,通过基本不等式原理来确定相空间重组的最佳Hankel矩... 详细信息

针对随机噪声和虚假IMF会导致改进HHT中EEMD分解质量下降和hilbert谱混乱,提出了一种基于SVD差分谱降噪预处理和IMF能量谱剔除虚假分量的改进HHT。该方法首先对原始信号进行SVD降噪,通过基本不等式原理来确定相空间重组的最佳Hankel矩阵结构,利用奇异值差分谱来确定有效奇异值的阶次;然后对消噪的信号进行EEMD分解,通过IMF能量谱来去除虚假分量;最后对主IMF进行hilbert谱分析。仿真和实验结果表明,SVD能提高信噪比,抑制噪声对EEMD分解精度的干扰;能量谱能有效地消除虚假IMF对hilbert谱分析的影响;hilbert谱中各频率成分清晰,解决了随机噪声和虚假分量对传统改进HHT的不良影响。

关键词：改进hilbert-huang变换奇异值分解差分谱总体平均经验模态分解固有模态函数能量谱

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基于改进HHT方法的密集模态结构参数识别

中南大学学报（自然科学版） 2011年第7期42卷 2054-2062页

作者：黄天立邱发强楼梦麟中南大学土木工程学院湖南长沙410075 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

针对hilbert-huang变换(HHT)方法在识别结构模态参数中存在的经验模式分解(EMD)模态分解能力不足以及固有模式函数(IMF)分量之间不正交这2个问题,分别提出采用波组信号前处理和正交化经验模式分解的方法予以改进,并将此方法称为改进的Hi... 详细信息

针对hilbert-huang变换(HHT)方法在识别结构模态参数中存在的经验模式分解(EMD)模态分解能力不足以及固有模式函数(IMF)分量之间不正交这2个问题,分别提出采用波组信号前处理和正交化经验模式分解的方法予以改进,并将此方法称为改进的hilbert-huang变换方法。在介绍正交化经验模式分解方法和波组信号前处理基本原理的基础上,给出基于此改进hilbert-huang变换方法识别结构模态参数的基本步骤,并通过一个具有密集模态的三自由度结构在脉冲荷载激励下的模态参数识别算例予以验证。研究结果表明:该方法可有效识别密集模态结构的模态参数,且识别效果优于基于HHT的模态参数识别方法的效果。

关键词：改进hilbert-huang变换波组正交化经验模式分解密集模态参数识别

基于改进HHT方法提取水轮机动态特征信息研究

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水力发电学报 2011年第4期30卷 214-221页

作者：薛延刚罗兴錡王瀚郭鹏程西安理工大学水利水电学院西安710048

水轮机轴系信号是一种典型的时变非平稳信号,常规的hilbert-huang变换方法虽能良好地分析这类信号,但原始信号经EMD分解后,在低频区易产生虚假的IMF分量,直接影响特征信息的提取,导致误判。本文提出基于能量相关波动的改进HHT方法及其... 详细信息

水轮机轴系信号是一种典型的时变非平稳信号,常规的hilbert-huang变换方法虽能良好地分析这类信号,但原始信号经EMD分解后,在低频区易产生虚假的IMF分量,直接影响特征信息的提取,导致误判。本文提出基于能量相关波动的改进HHT方法及其判别条件。通过仿真信号对该方法进行了有效性验证,并以原型水轮机非最优工况下动态信号为例,进行了应用检验。结果表明,与常规方法相比,该方法便捷有效、并具有良好的虚假分量识别能力,提取真实的水轮机特征参量,更加适合分析复杂而特殊的水轮机动态特征信息。

关键词：水轮机动态特征信息经验模态分解虚假分量改进hilbert-huang变换

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小波包去噪与改进HHT的微弱信号特征提取

振动．测试与诊断 2010年第5期30卷 510-513页

作者：蒋玲莉刘义伦李学军杨大炼中南大学机电学院长沙410083 湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室湘潭411201

为提取机械设备早期故障微弱信号特征频率,在对信号进行小波包降噪后,利用改进hilbert-huang变换(hilbert-huang transform,简称HHT)进行特征提取,通过经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)得到若干个固有模态函数(intri... 详细信息

为提取机械设备早期故障微弱信号特征频率,在对信号进行小波包降噪后,利用改进hilbert-huang变换(hilbert-huang transform,简称HHT)进行特征提取,通过经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)得到若干个固有模态函数(intrinsic mode function,简称IMF)后,利用IMF与EMD分解前信号的相关系数作为判断标准,剔除分解中产生的多余低频IMF,选取有效IMF集进行边际谱分析。改进HHT不仅可消除多余IMF的影响,还可节省Matlab计算内存,提高运算速度。

关键词：小波包去噪改进hilbert-huang变换特征提取故障诊断

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改进HHT方法及其在故障信号分析中的应用

改进HHT方法及其在故障信号分析中的应用

作者：毋琦华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

hilbert-huang变换(HHT)是近几年提出的一种新的信号变换技术,其核心是通过经验模态分解方法(EMD)将信号分解成若干个固有模态分量(IMF),然后利用hilbert变换求解各IMF分量的瞬时频率,从而达到分析非线性与非平稳信号的目的。但是HHT自... 详细信息

hilbert-huang变换(HHT)是近几年提出的一种新的信号变换技术,其核心是通过经验模态分解方法(EMD)将信号分解成若干个固有模态分量(IMF),然后利用hilbert变换求解各IMF分量的瞬时频率,从而达到分析非线性与非平稳信号的目的。但是HHT自身存在一些问题,这些问题不仅使得分析准确性受到限制,而且也影响了HHT在工程信号分析中的广泛应用。本文首先在Matlab平台上应用HHT理论对大量的仿真信号进行了深入分析,并针对HHT产生虚假分量的问题,提出应用K-S拟合优度检验理论进行虚假分量识别,以分解后各个固有模态分量(IMF)与原始信号之间的相似概率作为判断标准,识别和去除虚假分量。通过对仿真信号的检验表明,这种改进方法相对于目前通过相关系数去除虚假分量的方法有着明显的优点和合理性。另外,本文还针对EMD分解造成的模态混叠问题,应用小波变换作为信号预处理的手段,结合K-S假设检验法,形成了比较完整的改进HHT方法,并将其应用于齿轮与风机的故障诊断中,取得了令人满意的结果。

关键词：信号分析改进hilbert-huang变换 K-S检验虚假分量模态混叠