HHT的改進(jìn)及其在軌道結(jié)構(gòu)振動分析中的應(yīng)用.pdf

1、軌道交通引起的振動與噪聲日益顯著，地鐵引起的軌道結(jié)構(gòu)振動通過隧道壁等周圍地層向外傳播，進(jìn)一步誘發(fā)地下結(jié)構(gòu)和周圍建筑的二次振動。從信號分析的角度對鐵路環(huán)境下軌道結(jié)構(gòu)振動分析，將響應(yīng)波的本質(zhì)表現(xiàn)出來。受車輛－軌道耦合系統(tǒng)非線性非平穩(wěn)性的影響，以傅里葉方法為代表的譜分析在分析軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)時存在局限性。而希爾伯特—黃變換（HHT）方法是一種非常適合分析實(shí)際非線性、非平穩(wěn)信號的時頻分析方法，但由于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）存在包絡(luò)線擬合、“過包絡(luò)

2、”、“欠包絡(luò)”問題和模態(tài)混疊等問題，會導(dǎo)致EMD分解失真，影響HHT方法在實(shí)際信號中的應(yīng)用。
　　本文基于 HHT分析方法的研究及其在軌道結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析中的應(yīng)用展開了如下研究：
　　（1）詳細(xì)介紹HHT方法理論并對其進(jìn)行研究，掌握EMD分解和希爾伯特譜分析的方法，了解HHT方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，并分別對HHT在仿真信號和實(shí)測信號的應(yīng)用效果提出評價方法。
　?。?）針對EMD存在的問題進(jìn)行改進(jìn)。通過對比分析常用插值函數(shù)的擬

3、合效果，選取Pchip擬合方法來代替三次樣條插值擬合，以解決EMD存在的“過包絡(luò)”、“欠包絡(luò)”問題，并提出改進(jìn)的EMD分解方法；對EEMD方法研究，以解決EMD存在的模態(tài)混疊問題；檢驗以上新構(gòu)建的方法應(yīng)用效果。
　?。?）對白噪聲做數(shù)值試驗分析，利用白噪聲特性提出EMD的信號降噪方法。基于EMD分解后IMF分量的能量密度與其平均周期的乘積為一個常數(shù)這一特性，提出EMD閾值降噪方法；基于白噪聲的歸一化自相關(guān)函數(shù)能量主要集中在零點(diǎn)附近