相空间重构单通道ICA算法及其在变形监测数据去噪中的应用

常用的去噪方法需对数据序列进行多尺度分解实现去噪,而未考虑信号本身的关联和特征。相空间重构单通道ICA算法依据相空间重构将一维信号扩展到高维相空间,从信号本身获取其隐含的动力学特征,从而利用独立分量分析分离有用信号和噪声。实验证明相空间重构的单通道ICA算法能够实现信号去噪,其去噪能力与多尺度分解去噪方法相当。此外,算法无须多尺度分解,自适应强,且适用于变形监测信号去噪。

单通道独立分量分析算法的比较分析

分析单通道ICA方法中不同算法的适用范围和优劣程度,通过仿真实验证实了单通道ICA算法在单通道信号分离的实用性,并讨论了单通道ICA算法在变形分析中应用的可行性。

单通道时变ICA算法及其在大坝变形分析中的应用

EEMD-ICA算法具有良好的单通道分离性能,但其使用的Fast ICA是一类离线批处理算法,没有时变处理能力。因此,本文研究了在线盲源分离的单通道独立分量分析(ICA)算法——EASI算法,该算法可用于识别混合矩阵缓慢变化,提出了一种基于EEMD的单通道时变ICA算法,即基于EEMD的单通道EASI算法(EEMD-EASI),并将其应用于五强溪大坝位移监测数据的单通道时变ICA分离中。模拟试验表明,EEMD-EASI算法在单通道时不变和时变混合情况下都具有良好分离效果;而大坝变形分析实例进一步表明EEMD-ICA算法能够分离出温度效应位移分量及时效分量,从时变混合矩阵可以看出大坝蓄水几年后趋于稳定。