【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,非平穩(wěn)信號(hào)分析已成為許多工程領(lǐng)域的重要組成部分。時(shí)頻分析方法是用于非平穩(wěn)信號(hào)分析的常用方法。希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform,HHT)作為一種全新的自適應(yīng)的非平穩(wěn)和非線性信號(hào)分析方法,相比于傳統(tǒng)的時(shí)頻分析方法擁有更加銳利的時(shí)頻分辨率。HHT包含了兩個(gè)關(guān)鍵部分:經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和希爾伯特譜分析(Hilbert Spectrum Analysis,HSA)。EMD能夠自適應(yīng)地將非平穩(wěn)信號(hào)分解為有限數(shù)目的內(nèi)部模態(tài)函數(shù)(Intrinsic Mode Functions,IMF),對(duì)IMF進(jìn)行希爾伯特變換(Hilbert Transform,HT)就可以得到非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)頻分布。由于缺乏堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),EMD的實(shí)現(xiàn)仍然是經(jīng)驗(yàn)性的,這導(dǎo)致HHT方法仍然存在一些問題,進(jìn)而嚴(yán)重影響了其分析結(jié)果。本文主要對(duì)HHT中的端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混疊問題進(jìn)行研究,利用HHT及其改進(jìn)方法對(duì)一類非平穩(wěn)通信信號(hào)進(jìn)行了分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,利用HHT以及幾種傳統(tǒng)的時(shí)頻分析方法對(duì)常見的非平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻分析,結(jié)果表明HHT方法對(duì)于非平穩(wěn)信號(hào)分析具有更加優(yōu)異的時(shí)頻分析性能。其次,針對(duì)HHT中存在的端點(diǎn)效應(yīng)問題,闡明了端點(diǎn)效應(yīng)的存在原因,總結(jié)了現(xiàn)有解決方法。重點(diǎn)介紹了極值鏡像延拓法、基于支持向量回歸的波形延拓法和基于極限學(xué)習(xí)機(jī)的波形延拓法。提出了一種基于極限學(xué)習(xí)機(jī)與極值鏡像的延拓方法,綜合正交性系數(shù)、相似系數(shù)以及模型訓(xùn)練時(shí)間等評(píng)價(jià)指標(biāo)來看,該方法能夠有效的抑制端點(diǎn)效應(yīng)問題。再次,針對(duì)HHT中的模態(tài)混疊問題,闡明了模態(tài)混疊的產(chǎn)生原因,總結(jié)了現(xiàn)有解決方法。重點(diǎn)介紹了自適應(yīng)噪聲完備總體經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise,CEEMDAN)、頻移法以及掩膜信號(hào)法這三種解決模態(tài)混疊的方法;提出了一個(gè)掩膜信號(hào)法的實(shí)施原則,該實(shí)施原則能夠指導(dǎo)研究人員更好的利用掩膜信號(hào)法。最后,利用HHT及其改進(jìn)方法對(duì)一類非平穩(wěn)通信信號(hào)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在無高斯白噪聲的條件下,利用HHT方法能夠準(zhǔn)確的分析出信號(hào)中的時(shí)頻特征;在有高斯白噪聲條件下,HHT方法的分析性能減弱,采用CEEMDAN和HSA作為HHT的改進(jìn)方法能對(duì)非平穩(wěn)通信信號(hào)的頻率信息進(jìn)行有效的提取。
【圖文】：

二分量信號(hào)的瞬時(shí)頻率

EMD的篩選過程
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN911.7;TP181

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖瑛;殷福亮;;解相關(guān)EMD:消除模態(tài)混疊的新方法[J];振動(dòng)與沖擊;2015年04期

2 王新;王乾;趙志科;;基于SVR的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解端點(diǎn)延拓改進(jìn)方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2014年09期

3 湯寶平;董紹江;馬靖華;;基于獨(dú)立分量分析的EMD模態(tài)混疊消除方法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年07期

4 胡愛軍;孫敬敬;向玲;;經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中的模態(tài)混疊問題[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2011年04期

5 韓建平;錢炯;董小軍;;采用鏡像延拓和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理EMD中端點(diǎn)效應(yīng)[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2010年04期

6 楊建文;賈民平;;希爾伯特-黃譜的端點(diǎn)效應(yīng)分析及處理方法研究[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2006年02期

7 劉慧婷,張e，

本文編號(hào)：2600420