基于边界特征尺度匹配延拓的EMD改进方法及应用

发布时间：2019-07-21 15:19

【摘要】：针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)中存在的端点效应问题,提出一种边界局部特征尺度延拓的EMD改进方法。通过计算信号边缘处与信号内部任何一段子波的匹配误差,确定信号的规律性强弱。在信号内在规律性较强的情况下,进行内在的匹配波形延拓,最大限度地维护信号的内在趋势;在信号规律性较弱的情况下,特别是信号边缘发生异常变化的情况下,只考虑边缘处的局部信息,根据边缘局部极值点的特征进行延拓,对延拓的极值点序列进行包络拟合,估计出均值曲线。该方法保证了信号有效数据的正确分解,提高了信号的分解精度,实现了EMD算法的改进。仿真实验验证了该方法能较好地抑制EMD端点效应。
[Abstract]:In order to solve the problem of endpoint effect in empirical mode decomposition (empirical mode decomposition,EMD), an improved EMD method for boundary local feature scale extension is proposed. By calculating the matching error between the edge of the signal and any wavelet in the signal, the regularity of the signal is determined. In the case of strong inherent regularity of the signal, the inherent matching waveform extension is carried out to maintain the inherent trend of the signal to the maximum extent; in the case of weak signal regularity, especially when the signal edge changes abnormally, only the local information at the edge is considered, according to the characteristics of the local extreme point of the edge, the envelope fitting of the extended extreme point sequence is carried out, and the mean curve is estimated. This method ensures the correct decomposition of the effective data of the signal, improves the decomposition accuracy of the signal, and realizes the improvement of EMD algorithm. The simulation results show that the proposed method can suppress the end-point effect of EMD.
【作者单位】： 燕山大学;河北建筑设计研究院有限责任公司秦皇岛分公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51104129,51005196) 河北省自然科学基金资助项目(E2012203194) 河北省高等学校科学技术研究项目(YQ2013020)
【分类号】：TN911.6

【参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 胡劲松;杨世锡;;EMD方法基于径向基神经网络预测的数据延拓与应用[J];机械强度;2007年06期

2 程军圣;于德介;杨宇;;基于支持矢量回归机的Hilbert-Huang变换端点效应问题的处理方法[J];机械工程学报;2006年04期

3 胡爱军;安连锁;唐贵基;;HILBERT-HUANG变换端点效应处理新方法[J];机械工程学报;2008年04期

4 戴桂平;;基于EMD时频分析的轧机扭振瞬态冲击特征提取[J];仪表技术与传感器;2009年09期

5 韩建平;钱炯;董小军;;采用镜像延拓和RBF神经网络处理EMD中端点效应[J];振动.测试与诊断;2010年04期

6 吴虎胜;吕建新;吴庐山;王茂生;;基于EMD和SVM的柴油机气阀机构故障诊断[J];中国机械工程;2010年22期

7 王翔;王仲生;;基于改进Hilbert-Huang变换的转子碰摩故障诊断[J];中国机械工程;2011年24期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 苏玉香;刘志刚;李科亮;霍柏超;;一种改善EMD端点效应的新方法及其在谐波分析中的应用[J];电工电能新技术;2008年02期

2 苏玉香;刘志刚;李东敏;李科亮;;一种改善HHT端点效应的新方法及其在电能质量中的应用[J];电力自动化设备;2008年11期

3 刘志刚;李文帆;孙婉璐;;Hilbert-Huang变换及其在电力系统中的应用[J];电力自动化设备;2012年04期

4 王秋生;崔勇;袁海文;;基于HHT和AR模型的数据预测方法研究[J];电子测量与仪器学报;2008年S2期

5 孙华刚;冯广斌;曹登庆;毛向东;;经验模态分解端点波形延拓改进方法研究[J];电子测量与仪器学报;2010年04期

6 刘慧;刘国海;沈跃;;采用希尔伯特振动分解的非整数次谐波检测新方法[J];高电压技术;2009年07期

7 李建;刘伟;郭晓婷;;基于EMD分解的端点延拓新方法[J];电源技术;2012年10期

8 王飞龙;李燕青;石乐贤;;HHT在微网电压波动检测中的应用[J];电测与仪表;2013年06期

9 DAI Zhi-Xiu;;New Metrics of the Tropospheric Biennial Oscillation in the East Asian Summer Monsoon and Its Interdecadal Shift[J];Atmospheric and Oceanic Science Letters;2013年06期

10 刘力;毕贵红;祖哲;陈仕龙;;基于掩膜分量的改进HHT方法在电能质量扰动信号定位中的应用[J];电气自动化;2013年05期

相关博士学位论文 前10条

1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 刘伟;综放工作面煤矸界面识别理论与方法研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

4 赵海峰;基于HHT的往复压缩机故障诊断研究[D];东北石油大学;2011年

5 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年

6 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年

7 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年

8 王衍学;机械故障监测诊断的若干新方法及其应用研究[D];西安交通大学;2009年

9 胡爱军;Hilbert-Huang变换在旋转机械振动信号分析中的应用研究[D];华北电力大学（河北）;2008年

10 徐红梅;内燃机振声信号时频特性分析及源信号盲分离技术研究[D];浙江大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 王利萍;基于HHT的直扩信号检测与参数估计[D];解放军信息工程大学;2009年

2 赵新明;互信息理论在Hilbert-Huang变换中的应用[D];太原理工大学;2011年

3 高建新;改进经验模态分解及其在齿轮故障诊断中的应用研究[D];太原理工大学;2011年

4 喻维纲;3800轧机主传动系统扭转振动研究[D];武汉科技大学;2011年

5 薛磊;基于改进的EMD算法的绝缘子泄漏电流数据分析[D];华北电力大学;2011年

6 张海华;钻削过程与监测信号映射模型研究[D];湘潭大学;2011年

7 汤晓峰;设备振动信号的HHT分析与应用研究[D];内蒙古科技大学;2010年

8 唐衍;基于EMD方法的电力系统短期负荷预测[D];上海交通大学;2011年

9 黄大伟;带扩展记忆的粒子群优化算法及其在电力系统短期负荷预测中应用[D];重庆大学;2011年

10 赵强;基于GPRS和EMD的嵌入式桥梁裂缝远程监测系统研究[D];重庆交通大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱学冬;胡平;;基于最优二叉树的多故障分类器的设计[J];北京联合大学学报(自然科学版);2009年02期

2 孟宗;戴桂平;刘彬;;基于EMD时频分析方法的性能研究[J];传感技术学报;2006年04期

3 盖强,马孝江,张海勇,邹岩];一种消除局域波法中边界效应的新方法[J];大连理工大学学报;2002年01期

4 赵进平;Improvement of the Mirror Extending in Empirical Mode Decomposition Method and the Technology for Eliminating Frequency Mixing[J];High Technology Letters;2002年03期

5 熊学军,郭炳火,胡筱敏,刘建军;EMD方法和Hilbert谱分析法的应用与探讨[J];黄渤海海洋;2002年02期

6 刘慧婷,张e，

本文编号：2517272