基于经验模态分解的单端BOTDA系统降噪方法研究

针对单端布里渊光时域分析(BOTDA)系统存在噪声大、信噪比较低等不足,提出一种基于经验模态分解的降噪方法。理论分析经验模态分解的降噪原理和少模光纤单端布里渊光时域分析传感原理,通过搭建的单端结构布里渊光时域分析温度传感系统,对经验模态分解的降噪效果进行对比分析。实验和仿真结果表明,经验模态分解算法对温度传感系统具有良好的降噪效果,降噪后信噪比提升了约3.06dB,温度测量精度提升了约0.98℃。

改进的经验模态分解方法和解析能量算子在电机轴承故障诊断中的应用

针对电机轴承故障信号能量微弱导致极易被噪声干扰所淹没的不足,进行了电机轴承故障特征提取研究;提出了一种改进的经验模态分解方法,包括谱峭度指标和一种新颖的解析能量算子相结合的电机轴承故障诊断方法;经实际测试与应用实现了对电机轴承故障信号中背景噪声干扰的去除,从而满足了电机轴承微弱故障特征提取的应用;通过与常用的电机轴承故障诊断方法对比验证了所提方法的有效性和优越性,为电机轴承故障诊断提供一个新的思路。

基于经验模态分解的电力设备运行状态在线监测方法

常规的电力设备运行状态在线监测方法以响应时间为主,并未针对设备运行状态特征进行监测,影响了在线监测准确性。因此,本文设计了基于经验模态分解的电力设备运行状态在线监测方法。基于经验模态分解提取电力设备运行状态特征,利用EMD从电力运行原信号中提取出IMF,突出原信号的运行状态特征信息,从而确保状态监测的准确性。监测电力设备运行状态暂态负荷,从暂态电流采样序列中,确定电力负荷启动、运行、停止等状态,避免电力设备运行状态监测失误的问题。采用对比实验,验证了该方法的监测准确性更高,能够应用于实际生活中。

基于经验模态分解的火力发电厂锅炉给水泵振动故障监测

常规的给水泵振动故障监测方法以振动故障分布特征分析为主,受到给水泵运行环境的影响,故障监测存在失误的问题。因此,文章设计了基于经验模态分解的火力发电厂锅炉给水泵振动故障监测方法。提取火力发电厂锅炉给水泵振动信号特征,采集锅炉给水泵的振动信号,反映水泵在不同频率的故障状态。基于经验模态分解构建给水泵振动故障监测模型,利用经验模态分析处理给水泵振动信号,得到IMFs幅值、频率、能量分布等参数,进一步表征给水泵振动故障状态。在线监测发电厂锅炉给水泵振动效率,设置给水泵振动效率阈值,评估给水泵的振动异常情况,从而避免故障监测失误的问题。采用对比实验,验证了设计方法的故障监测准确性更高,能够应用于实际生产中。

基于经验模态分解和小波降噪的漏水信号滤波方法

在研究供水管道监测漏水信号的降噪问题时,提出一种基于经验模态分解(EMD)与小波阈值降噪相结合的降噪方法。该方法首先将采集到的信号进行EMD分解,得到有限个本征模函数(IMF),通过计算各IMF分量的能量值,找到含噪较多的高频信号分量与含噪较少的低频信号分量之间的界限,对含噪声较多的高频IMF分量进行小波软阈值降噪处理,再将降噪后的高频IMF分量与剩余的低频IMF分量进行重构,实现对漏水信号的降噪。经计算验证比较,处理铁管上采集的信号时,仅用EMD法降噪后输出信噪比为14.49 dB,仅用小波软阈值法降噪后输出信噪比为16.11 dB,而提出的EMD与小波软阈值结合方法输出信噪比为19.53 dB;处理PVC管采集的信号时,仅用EMD法降噪输出信噪比为3.19 dB,仅用小波软阈值降噪法输出信噪比为4.18 dB,用改进方法得到信噪比为6.19 dB,表明用改进方法监测管道漏水具有更好的降噪效果。

基于经验模态分解的电力系统机电振荡模式识别方法研究

当前机电振荡模式识别多采用粒子滤波算法,此方法易受到信号高频成分波动影响,导致识别准确性较低。为此,提出了基于经验模态分解的电力系统机电振荡模式识别方法。该方法对原始振荡信号进行去噪处理,还原真实信号,采用经验模态分解算法分解信号,并提取振荡参数,通过设计阈值门限准则,抑制高频波动,以此为依据,计算求取不同振荡模式下的状态参数,由此实现机电振荡模式的识别。对比实验结果表明,在电力系统机电振荡模式识别中,该方法具有更高的识别准确性。

基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法

受到温度情况、休息日、甚至突发事件等不确定因素的影响,配电网短期负荷分析准确性不高,与实际情况存在较大的偏差。针对上述问题,提出一种基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法。对配电网负荷数据进行预处理,包括缺失数据弥补、异常值处理以及归一化;利用经验模态分解,将预处理好的配电网负荷时间序列分解为若干独立IFM分量,以这些独立IFM分量为输入,利用深度置信网络分析配电网短期负荷值。引入模糊控制方法,将温度变化及休息日这两种常见的不确定因素考虑在内,优化深度置信网络计算得出的基本短期负荷分析结果,实现偏差校正。试验结果表明:所研究方法应用下,配电网短期负荷水平分析结果与实际结果之间的偏差均有所降低,尤其周六日,达到了研究目标,说明配电网短期负荷水平分析精度有所提高。

利用经验模态分解方法抑制SAR斑点噪声

提出了一种利用经验模态分解 (EMD)方法抑制SAR斑点噪声的方法。利用经验模态分解方法 ,可以将SAR图像分解为一系列的以空间周期尺度不同为特征的模态 ,定义空间特征周期尺度不大于 4的为噪声。通过从图像中减掉噪声成分使SAR斑点噪声得以抑制。用这种方法处理SAR图像在斑点抑制和纹理信息保持两方面取得了令人满意的结果。

经验模态分解方法及其实现

经验模态分解方法可以有效提取非线性非稳定信号的瞬时特征。提出了经验模态分解方法中“筛”过程存在的端点问题、循环终止条件等重要问题的解决方案;并以经验模态分解方法为核心实现了非线性非稳定信号处理系统,在给出该系统如何处理外来信号流程图的同时,对系统界面的功能、生成方法和运算模块的功能、结构进行了详细地阐述。

经验模态分解方法中端点问题的处理

经验模态分解方法可以有效提取非线性非稳定信号的瞬时特征,但是在利用样条插值获得信号上、下包络过程中存在着棘手的端点问题。有文献提出利用线性神经网络对信号进行延拓的方法,来解决经验模态分解方法中存在的端点问题。提出利用BP和RBF网络对信号进行延拓的方法解决该问题;并利用实验对三种网络的延拓效果进行比较,证明了RBF神经网络的有效性。

基于经验模态分解的舰船液位测量方法研究

介绍了经验模态分解理论,及基于经验模态分解的液面高度测量分析方法。用经验模态分解法对采集到的多组不同海域液位波动信号进行分析处理,去除信号中各瞬时频率成分,提取信号的平均趋势。计算液位高度并与实际液位比较,验证了该方法的准确性、可行性。

基于经验模态分解方法和信息熵的水沙关系研究

为研究黄河中游水沙关系及其细部演化特征,利用黄河中游控制性水文站——潼关水文站1919—2015年实测径流量和输沙量资料作为研究数据,采用经验模态分解方法分析径流和泥沙随机变化的复杂性,并运用信息熵理论计算不同时间尺度上径流和泥沙分解序列及原始序列的熵值、径流与泥沙各分量与其原始序列之间的互信息、径流与泥沙之间的互信息。结果表明:潼关水文站径流量与输沙量变化具有显著下降的趋势;径流量和输沙量在一定程度上表现为某种同步变化关系;径流量与输沙量的长周期分量及趋势项互信息较大,因此水沙关系宜采用长周期研究,趋势项分量数据信息阐述原始序列数据信息比较可靠。

经验模态分解方法对祁连圆柏年轮宽度序列标准化初探

利用经验模态分解(EMD)方法对祁连圆柏树轮宽度序列进行标准化处理的初步探讨,分析该方法在圆柏宽度序列生长量订正中的应用潜力。利用EMD方法对祁连山地区的65个圆柏样芯宽度序列的逐级分解,较好地展示了各样芯由高频至低频的自然变化特征,其中最低频的趋势项虽包含了线性、负指数、类样条函数等多种形式,但末端基本趋于平稳,与树木的生物学遗传特性较为吻合,基本反映了与树木遗传相关的生物学趋势。与传统线性或负指数函数方法对祁连圆柏序列的标准化过程相比,传统处理中常常出现髓心端上翘或树皮端异常增大的问题,通过新的EMD方法的订正得到了改进,进一步分析了EMD方法在祁连圆柏轮宽序列生长量订正中的优势及不足。两种方法得到的祁连圆柏年表在整个时段上高频变化极为一致,仅在接近髓心端的100 a内传统方法处理得到的指数值偏低,方差变化较大;而EMD处理得到的指数年表整个时段方差相对稳定。

经验模态分解方法(EMD)在数据挖掘中的应用

股市数据无时无刻不在变化,然而带有明显的时序性。从直观上说,数据值的变化直接受到时间参数的影响,因此直接利用原始数据不仅简单明了,而且容易发现数据瞬时变化的特性。本文阐述了经验模态分解(EMD)方法的原理和思想,利用经验模态分解方法在提取数据时存在的优势,解决了在股票预测时由于数据量大不利于判断股票走势的问题。我们把经验模态方法和多层反馈神经网络FP算法相结合对现实中的股票数据进行相似模式匹配,简化股票趋势预测的复杂性,为股市的预测提供了一种简单有效的方法。

基于经验模态分解方法的高频薄壁铝焊管涡流探伤初探

通过分析对比几种常见的无损检测技术,提出用涡流探伤检测高频薄壁铝焊管焊缝质量的新方法,并针对输出的检测信号非线性、非平稳的特点,探讨了几种现代信号分析方法,并分析了它们的优缺点和经验模态分解(EMD)方法在检测涡流探伤信号上的应用优势,指出经验模态分解方法的应用前景。

基于经验模态分解法的下穿铁路工程对既有轨道变形监测数据降噪方法

针对下穿铁路工程中既有轨道变形的现场监测数据存在多种因素干扰,难以真实反映下穿铁路工程对既有轨道结构实际影响的问题,将现场监测数据的干扰因素分为测量仪器误差,以及造成既有轨道结构变形的环境温度。根据测量误差、造成既有轨道结构变形的温度,以及下穿铁路工程引起的既有轨道结构附加变形等3类数据组成成分在频域分布集中区域不同的特点,利用EMD(经验模态分解)法分离上述3类既有轨道结构变形监测数据组成成分,剔除既有轨道结构变形监测数据中的干扰因素信号,实现下穿铁路工程中既有轨道变形监测数据的降噪。以某地铁盾构隧道下穿铁路工程现场实测数据为例进行信号分类分析。结果表明,该方法可有效剔除现场变形监测数据中存在的干扰因素成分,从而获得由下穿铁路工程引起的既有轨道结构真实变形。

经验模态分解WVD方法的水下目标特征提取

针对传统时频分析方法在水下目标特征提取时的局限性,采用一种基于经验模态分解和Wigner-Ville分布(Wigner-Ville distribution,WVD)的提取水下小目标亮点特征的新方法.该方法可以将多分量信号分解为一组单分量信号进行分析,不仅可以有效地抑制WVD分布中多分量信号所产生的严重的交叉项干扰,而且解决了噪声对HHT谱产生波动的影响,通过仿真分析和实验数据的处理验证了该方法的有效性.对三类目标模型的回波进行了特征提取,并分析了各类模型回波的不同特点.其中,规则雷的回波以镜反射波为主;不规则雷的亮点结构相互叠加致使频带范围变宽;假雷的回波由于是多个信号的非线性叠加,使得到的时频特性分布较广、比较散乱.

基于经验模态分解方法的北京市东城区社区卫生服务机构门诊次均费用变化趋势研究

目的研究经验模态分解方法 (EMD)在社区卫生服务机构门诊次均费用变化趋势中的适用性,为分析门诊次均费用的增长规律及预测提供一定基础。方法选取2012—2016年《东城区社区卫生统计资料汇编》中的门诊收入及诊疗人次数,计算得出门诊次均费用的增长率,运用EMD对该时间序列,进行分解。结果通过EMD成功分解门诊次均费用增长率的时间序列得到4个本征模态函数(IMF)和1个残余函数(趋势项RES),且各个分量均不存在明显模态混叠和端点效应。结论 EMD适用于社区卫生服务机构门诊次均费用序列,分解结果有效,可为次均费用预测和增长规律研究提供理论基础,并达到控制其增长的最终目的。

基于经验模态分解的发动机振动信号分析方法研究

对于任何机器来说,一旦发生故障,都会产生一段无规律的非平稳信号。通过对这段非平稳信号进行分析,可以实现对机器工作状态的一个系统监测。但是,对非平稳信号的有效片段提取,是现实中的工作难点。对此,目前多使用的传统方法如振动信号处理、傅里叶变换、相关分析法等来对信号进行频域分析,其缺点是无法得知在信号所对应的时间点上的动态变化特征。本文以一段发动机故障信号处理过程为例,主要介绍了经验模态分析方法(EMD),该方法能够将信号由大化小,由非平稳化为平稳,再根据所得的平稳信号,可以更加方便的从信号中提取有效信息及信号规律,从而达到更全面、更简单的对信号进行时频分析研究的目的,由此可见经验模态分析方法具有广阔的发展和应用前景。

基于折线包络的经验模态分解方法

1998年，Huang提出了处理非平稳信号的HHT方法（Hilbert-Huang Transform，简称HHT）。该方法包括两个步骤：①任意信号首先经过经验模态分解方法（Empirical Mode Decomposition,简称EMD）被分解为一系列固有模态函数（Intrinsic Mode Function，简称IMF）；②对每个IMF进行Hilbea谱分析（Hilbert Spectral Analysis，简称HSA），得到相应的Hilbert谱，最后将所有IMF的Hilbert谱相加得到原始信号的Hilbert谱。