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hht端点效应的最大Lyapunov指数边界延拓方法

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仪器仪表学报 2011年第6期32卷 1330-1336页

作者：蔡艳平李艾华张玮许平第二炮兵工程学院502教研室西安710025 西安交通大学电信学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对hht(Hilbert-Huang transfrom)的端点效应问题,提出基于最大Lyapunov指数预测模型的hht边界延拓方法。该方法通过相空间重构,并利用时间序列相似点的演化行为,采用最大Lyapunov指数预测模型来对时间序列的端点进行预测,有效避免了... 详细信息

针对hht(Hilbert-Huang transfrom)的端点效应问题,提出基于最大Lyapunov指数预测模型的hht边界延拓方法。该方法通过相空间重构,并利用时间序列相似点的演化行为,采用最大Lyapunov指数预测模型来对时间序列的端点进行预测,有效避免了不同边界条件的三次样条插值和Hilbert变换频谱泄露对hht分析结果产生的影响。在此基础上,为了评价所提方法的有效性,提出了IMF分量归一化相关系数和IMF分量信噪比的性能评价指标,通过与标准hht、镜像延拓hht的仿真对比分析,结果表明所提方法抑制端点效应的性能优于二者。最后将其应用在转子油膜涡动故障试验分析中,结果表明基于最大Lyapunov指数边界延拓的hht分析结果比镜像延拓后的分析结果更能够准确地描述油膜涡动故障特征。

关键词： hht 经验模态分解端点效应边界延拓 Lyapunov 故障诊断

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基于二次滤波的hht渡槽模态参数辨识方法

农业工程学报 2015年第15期31卷 65-71页

作者：张建伟江琦曹克磊朱良欢华北水利水电大学水利学院郑州450011

针对大型渡槽安全运行评估问题,提出一种环境激励下基于二次滤波的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,hht)模态参数辨识方法。采用小波阈值与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合的二次滤波方法滤除运行环境中... 详细信息

针对大型渡槽安全运行评估问题,提出一种环境激励下基于二次滤波的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,hht)模态参数辨识方法。采用小波阈值与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合的二次滤波方法滤除运行环境中强噪声干扰,凸显结构动力特性,有效避免了模态混叠问题;根据奇异熵增量理论确定系统阶数,应用hht方法辨识降噪后信号,提高辨识准确性和精度。将该方法应用于景泰川二期三泵站输水U型渡槽,辨识正常输水工况下结构前5阶模态参数,建立该渡槽第一跨三维有限元模型,并计算模型同工况下前5阶模态参数,对比模态参数辨识结果与有限元仿真结果。对比结果表明:2种方法计算结果非常接近,最大误差为4.4%。说明基于二次滤波的hht模态辨识方法能准确高效辨识强噪声背景下结构模态参数,可将该方法推广到大型渡槽结构中,为渡槽安全运行评估和健康在线监测提供新思路,应用前景广阔。

关键词：有限元方法农业工程供水 hht 二次滤波渡槽模态参数辨识

基于振动响应和hht技术的机翼盒段结构损伤检测方法研究

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应用力学学报 2007年第3期24卷 420-424页

作者：陈换过闫云聚姜节胜戈壻西北工业大学

提出一种利用结构振动响应和HILBERT-HUANG变换(hht)技术检测结构小损伤的时域方法,研究了基于hht的悬臂机翼盒段结构的损伤特征量的提取方法,给出了所提取特征量与结构损伤程度之间的关系。用hht技术处理完好盒段与损伤盒段在信号激励... 详细信息

提出一种利用结构振动响应和HILBERT-HUANG变换(hht)技术检测结构小损伤的时域方法,研究了基于hht的悬臂机翼盒段结构的损伤特征量的提取方法,给出了所提取特征量与结构损伤程度之间的关系。用hht技术处理完好盒段与损伤盒段在信号激励下的结构动力响应信号,得到信号的希尔波特谱;然后求出希尔波特谱对应的瞬时能量,从中提取出结构损伤信息—瞬时能量变化量,作为损伤特征参数;并研究了将之作为损伤特征参数的抗噪声干扰能力。最后给出了瞬时能量变化量最大值与结构损伤程度之间的关系。

关键词： hht 机翼盒段结构瞬时能量损伤检测

利用hht-EEMD方法分析云南区域GNSS应变时序孕震信息

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测绘学报 2022年第9期51卷 1899-1910页

作者：高涵袁希平甘淑张明昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省地震局信息中心云南昆明650225 云南省测绘产品检测站云南昆明650034

地震的孕育和发生本质上都是地壳内部应力、应变能逐渐积累并突然或缓慢释放的结果,研究应变的变化过程对于地震危险性的判定具有重要意义。本文基于云南区域2013—2019年GNSS格网应变时间序列,利用专门适用于非线性非平稳信号处理的热... 详细信息

地震的孕育和发生本质上都是地壳内部应力、应变能逐渐积累并突然或缓慢释放的结果,研究应变的变化过程对于地震危险性的判定具有重要意义。本文基于云南区域2013—2019年GNSS格网应变时间序列,利用专门适用于非线性非平稳信号处理的热门时频分析方法—整体经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,hht)分析方法,探索云南区域中强地震前GNSS应变时序的时-频-能量分布特征,尝试挖掘应变时频信号中所携带的孕震信息。利用23号、42号格网对应的地震进行震例分析,结果显示:EEMD具有分频剖面的类似特征,它能够依据数据的时间特征尺度进行信号分解,较好地剖析信号在不同频率尺度上的变化特征;Hilbert变换能够通过瞬时频率、瞬时振幅等方式突出信号的局部瞬时特性,在固有模态分量(intrinsic mode functions,IMF)异常曲线识别无效的情况下仍能凸显异常;通过EEMD、残差趋势项分析、IMF异常识别和Hilbert变换综合动态分析应变时间序列的分析方法,能够在部分地震前夕发现一些潜在异常信息,为未来云南区域强震危险地点的判定提供一定的参考。

关键词： GNSS应变时间序列 hht EEMD 异常识别

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一种EEMD-hht与时频重排结合的转速曲线估计新方法

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振动与冲击 2018年第22期37卷 81-87页

作者：荣锋陈宁郭翠娟杨明珠天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387

hht(Hilbert-Huang Transform)和传统时频分析存在模态混叠、时频聚焦性差等问题,在估计转速曲线时误差较大。因此,提出将EEMD-hht与时频重排算法结合的转速曲线估计新方法。采用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decompositon)方法获取IM... 详细信息

hht(Hilbert-Huang Transform)和传统时频分析存在模态混叠、时频聚焦性差等问题,在估计转速曲线时误差较大。因此,提出将EEMD-hht与时频重排算法结合的转速曲线估计新方法。采用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decompositon)方法获取IMFs;找出参考轴所对应的IMF,并做Hilbert变换;用时频重排算法处理该IMF两端各一定长度的数据,对得到的重排矩阵进行限制条件的瘠线搜索,并将获得的瞬时频率值代替对应时间点内Hilbert变换得到的瞬时频率值;对"拼接"得到的整个时间段的瞬时频率值进行最小二乘拟合,得到光滑的转速曲线。将该方法应用于转子不平衡故障的阶比分析中,对实际测量信号进行了分析,并与hht估计结果作比较,验证了其优越性和有效性。

关键词： hht EEMD-hht 时频重排瘠线搜索阶比分析

hht在复合材料机翼盒段结构小损伤检测中的应用

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振动与冲击 2006年第3期25卷 81-84,98页

作者：陈换过闫云聚姜节胜刘芹西北工业大学振动工程研究所西安710072

提出一种检测结构微损伤的时域方法,利用H ILBERT-HUANG变换技术,研究了悬臂机体盒段结构的损伤振动检测问题,并引入轴对称信号扩展法解决EMD过程中的端点效应。用EMD技术分解完好盒段与损伤盒段在方波信号激励下的动力响应信号,得到一... 详细信息

提出一种检测结构微损伤的时域方法,利用H ILBERT-HUANG变换技术,研究了悬臂机体盒段结构的损伤振动检测问题,并引入轴对称信号扩展法解决EMD过程中的端点效应。用EMD技术分解完好盒段与损伤盒段在方波信号激励下的动力响应信号,得到一系列IMF分量;然后求出各阶IMF分量对应的瞬时频率,从中提取出结构损伤信息-瞬时频率变化量,作为损伤特征参数;并研究了将之作为损伤特征参数的抗噪声干扰能力。

关键词： hht EMD 机体盒段结构损伤检测

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基于hht方法的电气化铁道谐波检测与分析

铁道学报 2009年第6期31卷 33-38页

作者：苏玉香刘志刚李科亮霍柏超蔡军西南交通大学电气化自动化研究所四川成都610031 浙江海洋学院机电工程学院浙江舟山316000

将希尔伯特-黄变换(hht)方法用于电气化铁道谐波检测中。由于电气化铁道谐波电压、电流信号中基波能量很大,其它次数的谐波能量相对较小,使得经验模态分解(EMD)方法在应用中出现模态混叠现象,不能准确地提取任意频率的谐波信号。为改善... 详细信息

将希尔伯特-黄变换(hht)方法用于电气化铁道谐波检测中。由于电气化铁道谐波电压、电流信号中基波能量很大,其它次数的谐波能量相对较小,使得经验模态分解(EMD)方法在应用中出现模态混叠现象,不能准确地提取任意频率的谐波信号。为改善经验模态分解过程中产生的模态混叠现象,本文采用Yang提出的基于Fourier变换的EMD方法对电气化铁道谐波信号进行筛分。通过该方法可以有效地提取出任意频率的谐波分量,进而计算其Hilbert谱。通过对电气化铁道牵引变电所实测谐波电压、电流数据进行分析,结果表明:利用改进的hht方法可以得到电气化铁道各次谐波准确的时频分布。最后通过hht方法计算出各次谐波电压、电流含有率及总谐波电压、电流畸变率,并对计算结果进行分析。hht方法为电气化铁道谐波检测与分析提供了一种新的途径。

关键词： hht EMD Fourier变换电气化铁道谐波检测 THD HR

基于hht的地震作用下基覆型边坡坍塌特性研究

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中国铁道科学 2021年第5期42卷 12-20页

作者：杨长卫童心豪蔡德钩张良瞿立明郭雪岩西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

以川藏铁路沿线位于理塘-德巫断裂带附近的典型基覆型边坡为原型,基于相似准则,按与原型相似比1∶10设计模型,进行汶川卧龙地震波、Kobe地震波、El Centro地震波作用下边坡地震坍塌试验,利用位移响应及加速度的hht(Hilbert-Huang Transf... 详细信息

以川藏铁路沿线位于理塘-德巫断裂带附近的典型基覆型边坡为原型,基于相似准则,按与原型相似比1∶10设计模型,进行汶川卧龙地震波、Kobe地震波、El Centro地震波作用下边坡地震坍塌试验,利用位移响应及加速度的hht(Hilbert-Huang Transform)谱进行边坡在地震作用下的变形和破坏特征研究。结果表明:边坡坍塌过程可分为稳定振动、裂缝扩张和坍塌破坏3个阶段;稳定振动阶段边坡内力可抵消大部分地震动能量,土体内部出现少量弹性位移,不同地震波类型造成的边坡hht谱幅值有明显差异,且主要为低频振动;裂缝扩张阶段边坡坡面出现碎屑流,土体产生明显塑性变形;坍塌破坏阶段边坡坍塌为局部效应,坍塌相邻区域的hht谱幅值在时域上分布较大,坍塌时伴随出现软弱夹层面的滑坡,坡面位移大小与不同地震波作用下的hht谱幅值大小保持对应。

关键词：边坡坍塌地震作用 hht 振动台试验

多体系统动力学指标-2超定运动方程hht积分改进方法

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中国科学：技术科学 2018年第2期48卷 229-236页

作者：马秀腾翟彦博谢守勇西南大学工程技术学院重庆400715 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070

完整约束多体系统动力学运动方程是指标-3微分-代数方程(differential-algebraic equations,DAEs).速度约束方程通过对位置约束方程求导得到,将其并入指标-3运动方程,可得到指标-2超定DAEs形式的运动方程.对基于结构动力学中hht(Hilber-... 详细信息

完整约束多体系统动力学运动方程是指标-3微分-代数方程(differential-algebraic equations,DAEs).速度约束方程通过对位置约束方程求导得到,将其并入指标-3运动方程,可得到指标-2超定DAEs形式的运动方程.对基于结构动力学中hht(Hilber-Hughs-Taylor)方法的求解指标-2超定运动方程的hht-SI2方法进行改进.首先,仅对hht-SI2方法的校正项进行改进,仍引入两个未知数向量.改进后再求解离散得到的非线性方程组时,Jacobian矩阵的条件数减小,方法对步长的限制降低.其次,通过改变校正项的形式,仅引入一个未知数向量,使得非线性方程组的求解规模变小,方法的求解速度得到明显提高.随后,两种改进方法的有效性通过数值实验得到验证,并对改进方法与hht-SI2方法从计算速度和步长限制角度进行了比较.数值实验还表明两种改进方法都具有二阶精度,数值阻尼是可以控制的.最后对两种改进方法与已有的类似方法进行了分析比较,指出了新方法的优势所在.

关键词：多体系统超定运动方程 hht 改进方法二阶精度