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基于独立分量分析的EMD模态混叠消除方法研究

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仪器仪表学报 2012年第7期33卷 1477-1482页

作者：汤宝平董绍江马靖华重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法中存在的模态混叠现象,提出一种应用独立分量分析进行模态混叠消除的新方法。首先应用形态学滤波方法将信号中的噪声予以消除,减少由于噪声因素造成的模态混叠现象。然后将信号... 详细信息

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法中存在的模态混叠现象,提出一种应用独立分量分析进行模态混叠消除的新方法。首先应用形态学滤波方法将信号中的噪声予以消除,减少由于噪声因素造成的模态混叠现象。然后将信号进行EMD分解,获得不同的IMF分量,将存在模态混叠成分的IMF分量进行相空间重构,利用基于峭度最大化的独立分量分解算法实现混叠成分的分离,仿真分析和工程应用的结果表明,所提方法能有效地消除EMD分解过程中的模态混叠现象。

关键词：经验模态分解模态混叠形态学滤波相空间重构独立分量分析

爆破振动信号分析中模态混叠和虚假分量消除的改进方法

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振动与冲击 2019年第17期38卷 197-204页

作者：李清徐文龙张迪李娜冯丹丹中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 广州大学土木工程学院广州510006

针对CEEMD(Complementary Ensemble Empirical Model Decomposition)方法在处理爆破振动信号中模态混叠和虚假分量问题方面的局限性,提出一种改进的解相关CEEMD方法。第一,对信号端点进行特殊处理后,采用CEEMD对信号进行分解;第二,求取... 详细信息

针对CEEMD(Complementary Ensemble Empirical Model Decomposition)方法在处理爆破振动信号中模态混叠和虚假分量问题方面的局限性,提出一种改进的解相关CEEMD方法。第一,对信号端点进行特殊处理后,采用CEEMD对信号进行分解;第二,求取各IMF分量信号与原信号的相关系数及其频谱图,共同判定虚假分量;第三,将虚假分量与主分量相加后,通过解相关计算消除模态混叠。仿真信号的CEEMD分解结果以及相关系数与能量插值计算表明,改进的解相关CEEMD方法分解精度比EMD(Empirical Model Decomposition)和CEEMD高,有效抑制了信号模态混叠现象,能够避免直接处理虚假分量而带来的能量损失。应用于爆破振动信号分解,基本保证了各IMF分量非主频率信号的能量比例较低。改进方法有效消除了爆破振动信号的模态混叠和虚假分量现象。

关键词：爆破振动信号 CEEMD 解相关模态混叠虚假分量

调幅-调频信号的经验模态分解包络技术和模态混叠

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机械工程学报 2017年第2期53卷 1-10页

作者：何刘林建辉丁建明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(Empirical mode decomposition,EMD)是一种数据驱动的自适应非线性非平稳数据处理方法。包络技术和模态混叠问题是EMD研究的重要课题。将非线性非平稳信号定义为多成分调幅-调频(Amplitude modulation-frequency modulatio... 详细信息

经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)是一种数据驱动的自适应非线性非平稳数据处理方法。包络技术和模态混叠问题是EMD研究的重要课题。将非线性非平稳信号定义为多成分调幅-调频(Amplitude modulation-frequency modulation,AM-FM)信号模型,而EMD分解的每一个固有模态函数为单一的AM-FM信号。通过研究单成分AM-FM信号的包络以及多成分AM-FM信号EMD分解引起的模态混叠问题,提出新的EMD包络条件,并给出新包络算法的数值计算方法。基于新条件包络算法,提出单成分AM-FM信号相位和瞬时频率的新估计算法。提出解决多成分AM-FM信号EMD分解的模态混叠问题的新方法,并通过几组仿真信号和一组实测的转子碰摩数据验证了方法的有效性。

关键词：经验模态分解包络算法模态混叠瞬时频率估计

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经验模态分解中的模态混叠问题

振动．测试与诊断 2011年第4期31卷 429-434,532-533页

作者：胡爱军孙敬敬向玲华北电力大学机械工程系保定071003

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... 详细信息

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。

关键词：经验模态分解模态混叠高频谐波异常事件故障诊断

基于AMD的经验模态分解含间断信号模态混叠消除方法

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计量学报 2016年第2期37卷 200-204页

作者：时培明苏翠娇韩东颖刘霜燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学科学技术研究院河北秦皇岛066004

针对在经验模态分解筛选过程中间断信号引起的模态混叠问题,提出了一种基于解析模态分解的经验模态分解模态混叠消除新方法。利用第1个固有模态函数的瞬时频率特性得到其频率成分及二分频率,且能实现对间断信号的定位,然后再采用解析模... 详细信息

针对在经验模态分解筛选过程中间断信号引起的模态混叠问题,提出了一种基于解析模态分解的经验模态分解模态混叠消除新方法。利用第1个固有模态函数的瞬时频率特性得到其频率成分及二分频率,且能实现对间断信号的定位,然后再采用解析模态分解方法分离出间断信号,再对处理后的信号进行经验模态分解,从而消除该间断信号的影响。仿真分析和工程应用的结果表明,该方法能有效消除间断信号在经验模态分解过程中引起的模态混叠现象。

关键词：计量学解析模态分解经验模态分解模态混叠间断信号故障诊断

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噪声干扰环境下抑制EMD模态混叠方法

信号处理 2015年第8期31卷 956-961页

作者：黎恒李智莫玮张绍荣西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071 桂林航天工业学院自动化系广西桂林541004 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

经验模态分解(EMD)作为时频分析的经典算法,已经得到广泛的应用。然而,其分解质量容易受到噪声等干扰的影响,产生模态混叠问题。本文针对经验模态分解中因噪声存在的模态混叠问题,提出一种自适应的预处理方法。首先对输入信号进行B样条... 详细信息

经验模态分解(EMD)作为时频分析的经典算法,已经得到广泛的应用。然而,其分解质量容易受到噪声等干扰的影响,产生模态混叠问题。本文针对经验模态分解中因噪声存在的模态混叠问题,提出一种自适应的预处理方法。首先对输入信号进行B样条最小二乘拟合,消除了噪声的影响后,再进行EMD分解。为提高算法的自适应性,提出了一种基于极值点出现时刻的节点选取方法。对线性信号与非线性信号的仿真实验表明该方法有较高的分解精度;与聚合经验模态分解方法(EEMD)的分析对比结果表明该方法能很好地抑制噪声引起的模态混叠。

关键词：经验模态分解模态混叠 B样条拟合时频分析信号分解

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HHT分析局部放电信号时模态混叠的抑制

电力系统及其自动化学报 2018年第5期30卷 120-126页

作者：张安安徐洋涛都健刚李红伟西南石油大学电气信息学院成都610500 许昌开普检测研究院股份有限公司许昌461000 国网成都供电公司成都610041

希尔伯特-黄变换因其良好的自适应性在局部放电等非线性、非平稳信号分析中得到广泛应用,但其分解过程中因运算产生的模态混叠常常使得分析结果产生较大偏差。本文通过小波包变换对待分析信号进行分解重构,将原始信号中的高低频信号分解... 详细信息

希尔伯特-黄变换因其良好的自适应性在局部放电等非线性、非平稳信号分析中得到广泛应用,但其分解过程中因运算产生的模态混叠常常使得分析结果产生较大偏差。本文通过小波包变换对待分析信号进行分解重构,将原始信号中的高低频信号分解,再对各重构信号分别进行经验模态分解,并以最优合成相关系数作为筛选标准选取有效的固有模态函数分量进行希尔伯特变换,最终绘制出原始信号的希尔伯特谱及边际谱。经过仿真及实际局部放电信号分析验证,与传统希尔伯特-黄变换相比,本文方法能有效地抑制模态混叠的影响,继而更准确地表达信号所含频率成分以及时频分布情况。

关键词：希尔伯特-黄变换模态混叠相关系数小波包变换局部放电

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基于归一化幅频系数的模态混叠解决方法

计算机工程 2010年第5期36卷 263-265页

作者：林丽周霆余轮福州大学物理与信息工程学院福州350002

针对在经验模态分解的过程中由于间断信号造成的模态混叠问题,提出利用对信号作经验模态分解得到的第1个固有模态函数的瞬时频率和幅度定义归一化幅频系数,分离出间断信号。实验结果证明,该方法可以克服间断信号对后续经验模态分解的影... 详细信息

针对在经验模态分解的过程中由于间断信号造成的模态混叠问题,提出利用对信号作经验模态分解得到的第1个固有模态函数的瞬时频率和幅度定义归一化幅频系数,分离出间断信号。实验结果证明,该方法可以克服间断信号对后续经验模态分解的影响,将间断信号分离为一个固有模态函数。

关键词：希尔波特-黄变换经验模态分解模态混叠间断信号

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基于双尺度比例判据的解模态混叠算法

电光与控制 2019年第10期26卷 73-77,110页

作者：张优胡昌华李红增扈晓翔白灿张鹏火箭军工程大学控制工程系

针对经验模态分解在实际应用中因异常信号导致的模态混叠问题,提出了一种基于双尺度比例的判据和局部EMD的处理方法。首先分析了异常信号对EMD算法的影响,之后提出了基于时间特征尺度和极值差(双尺度)的判据;通过该判据确定异常信号的... 详细信息

针对经验模态分解在实际应用中因异常信号导致的模态混叠问题,提出了一种基于双尺度比例的判据和局部EMD的处理方法。首先分析了异常信号对EMD算法的影响,之后提出了基于时间特征尺度和极值差(双尺度)的判据;通过该判据确定异常信号的时域位置后,再对该时段信号进行局部经验模态分解,实现异常信号和固有信号的分离。数值仿真实验以及对比分析表明,相比传统方法,所提方法能够更加有效地抑制因异常信号产生的模态混叠问题。

关键词：经验模态分解异常信号模态混叠双尺度比例判据