發(fā)布時(shí)間：2017-11-18 18:31

  本文關(guān)鍵詞：基于EMD的包絡(luò)相關(guān)算法研究

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【摘要】：現(xiàn)實(shí)生活中的信號(hào)幾乎都是非線(xiàn)性,非平穩(wěn)的。對(duì)于處理非線(xiàn)性、非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)頻分析方法的研究一直得到重視。希爾伯特黃變換是繼Fourier變換、小波變換之后一種新的時(shí)頻分析方法。而希爾伯特黃變換的核心思想是經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)是一種局部的,完全基于數(shù)據(jù)自適應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理方法,非常適合于分析非平穩(wěn)、非線(xiàn)性、多分量的信號(hào)。該方法突破了傳統(tǒng)的信號(hào)處理的常規(guī)思路,處理方法簡(jiǎn)單,且能較準(zhǔn)確的分析非線(xiàn)性信號(hào)的瞬時(shí)特征。在非線(xiàn)性非平穩(wěn)信號(hào)的處理方向上具有良好的應(yīng)用前景,因此獲得了學(xué)界極大的關(guān)注。目前,眾多的學(xué)者針對(duì)EMD的缺陷和不足進(jìn)行了相關(guān)的改進(jìn)研究,取得了豐碩的成果,使EMD存在的缺陷得到了很好的完善,為EMD的工程應(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)。本文主要針對(duì)EMD的理論方法研究,具體工作內(nèi)容包括如下：第一,詳細(xì)的闡述了由N.E.Huang等人提出的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法；第二,針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)EMD中三次樣條插值方法構(gòu)造包絡(luò)線(xiàn)時(shí)出現(xiàn)不完全包絡(luò)的情況,即包絡(luò)線(xiàn)切割信號(hào)線(xiàn)的問(wèn)題,通過(guò)改進(jìn)包絡(luò)算法去改善標(biāo)準(zhǔn)EMD,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)方法的有效性；第三、介紹了采用最優(yōu)包絡(luò)均值、正交性停止準(zhǔn)則的逆EMD的算法流程,測(cè)試比較了標(biāo)準(zhǔn)EMD、改進(jìn)前逆EMD以及改進(jìn)后逆EMD的正交性指標(biāo)和能量泄漏指標(biāo),分析比較了最優(yōu)包絡(luò)均值與其他包絡(luò)均值的優(yōu)勢(shì),研究了提高采樣率對(duì)EMD分解效果的影響；第四、介紹了張立振提出的快速帶通濾波本征模態(tài)函數(shù)分解法,并用實(shí)例驗(yàn)證了快速濾波法能夠有效的克服模態(tài)混疊現(xiàn)象。本文的創(chuàng)新點(diǎn)如下：第一,在包絡(luò)擬合環(huán)節(jié),通過(guò)切點(diǎn)擬合包絡(luò)的方式取代常規(guī)的極值點(diǎn)擬合包絡(luò)的方法,避免了擬合包絡(luò)時(shí)在極值點(diǎn)附近出現(xiàn)過(guò)沖、欠沖現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法有效的改進(jìn)了EMD算法。第二,在逆向篩分EMD算法中,提出了二階最優(yōu)包絡(luò)方法。通過(guò)改進(jìn)包絡(luò)的方法確保分解信號(hào)時(shí)不致于過(guò)分的篩分出無(wú)物理意義的其他分量。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試了該分解信號(hào)的正交性指標(biāo)以及能量泄漏指標(biāo),驗(yàn)證了該方法的有效性。第三,通過(guò)借鑒張立振最寬帶通本征模態(tài)函數(shù)分解信號(hào)的思想,提出了一種適中帶寬的帶通濾波分解信號(hào)方法。通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法比最寬帶通獲得的本征模態(tài)函數(shù)更準(zhǔn)確,實(shí)例驗(yàn)證了該方法能夠克服模態(tài)混疊現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7

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本文編號(hào)：1200762