EMD時(shí)頻分析方法的理論研究與應(yīng)用.pdf

1、時(shí)頻分析方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)變非平穩(wěn)信號(hào)的分析及特征提取，已經(jīng)成為現(xiàn)代信號(hào)處理方法研究中的熱點(diǎn)。基于EMD(Empirical ModeDecomposition)的時(shí)頻分析是一種新型時(shí)頻分析方法，能將復(fù)雜信號(hào)經(jīng)EMD分解為有限個(gè)本征模函數(shù)(IMF)，再對(duì)所得的IMF分量進(jìn)行Hilbert變換，從而賦予瞬時(shí)頻率合理的物理意義。 首先，論文闡述了瞬時(shí)頻率、本征模函數(shù)的基本概念，研究了EMD的分解原理與算法，分析了Hilbert/

2、Huang時(shí)頻譜(HHT譜)與邊際譜的物理意義，并對(duì)EMD分解中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析研究。 其次，在分析EMD原理的基礎(chǔ)上分析了影響EMD分解精度的原因，并對(duì)EMD算法進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)于采樣頻率過低的原因，利用內(nèi)插值來增加信號(hào)采樣頻率的方法進(jìn)行優(yōu)化；針對(duì)EMD分解中存在的端點(diǎn)效應(yīng)，給出利用數(shù)據(jù)序列延拓技術(shù)抑制端點(diǎn)效應(yīng)的方法，分析了基于鏡像延拓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)延拓法的算法實(shí)現(xiàn)以及存在的不足，在此基礎(chǔ)上，提出了端點(diǎn)極值包絡(luò)延拓方法，采用

3、理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合驗(yàn)證上述方法在提高EMD分解精度、改善時(shí)頻分析性能方面的有效性。 再次，分析了EMD分解方法的自適應(yīng)性、EMD時(shí)頻譜的時(shí)頻分辨率特性以及EMD的時(shí)間尺度濾波特性，并在EMD的時(shí)間尺度濾波特性的基礎(chǔ)上，提出了基于相關(guān)度的EMD時(shí)間尺度濾波方法，并通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性及有效性。 最后，將EMD時(shí)頻分析方法應(yīng)用于信號(hào)瞬態(tài)特征提取以及信號(hào)的趨勢(shì)提取領(lǐng)域，驗(yàn)證了此時(shí)頻分析方法的有效性以及反映信號(hào)