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EMD端点问题的研究及HHT理论的应用

作　者: 谢萍
导　师: 刘增力
学　校: 昆明理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: HHT EMD IMF 端点效应 能量算子 特征提取
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


Hilbert-Huang变换作为一种新的信号处理方法,在一些方面还存在有不足,EMD端点问题就是其中的一个比较棘手的问题,这种端点摆动问题能随着各级IMF分解将误差逐渐传染到信号内部,从而造成分解出的结果失效。本文对EMD所存在的端点问题进行了研究,利用镜像延拓法的优点,结合信号两端波形变换的趋势,提出了镜像与拟正弦联合延拓法,该方法的主要思想是尽量依照信号本身变化趋势来进行延拓,这种方法既有镜像延拓的大部分优点,又对信号具有一定的自适应性,论文通过仿真信号和实际测试信号对该方法的有效性进行了验证。HHT也是一种有效的信号特征提取方法,该方法在振动信号、水声信号及地震等信号中有着广泛的应用,但是由于该方法中的Hilbert变换存在着误差,因此会对分析结果产生影响。本文研究了基于能量算子的特征提取方法,即对信号进行EMD后,使用能量算子来代替Hilbert变换,对仿真和实际测试信号分析表明其同样能进行特征提取,并且所得到的结果具有较小的误差。另外,本文还尝试了利用分析信号的边际谱来获得该信号的某些特征信息。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 EMD端点效应处理方法研究的意义及现状  7-9
    1.1.1 EMD端点效应处理方法研究的意义  7
    1.1.2 EMD端点效应处理方法研究的现状  7-9
  1.2 Hilbert-Huang变换在特征提取中的背景、意义  9-10
    1.2.1 研究背景  9-10
    1.2.2 研究意义  10
  1.3 论文的目的、内容及结构  10-13
    1.3.1 课题的由来  10
    1.3.2 论文研究的目的和内容  10-12
    1.3.3 论文结构  12-13
第二章 希尔伯特-黄变换基本理论  13-21
  2.1 引言  13-14
  2.2 Hilbert-Huang变换基本原理  14-19
    2.2.1 瞬时频率  14-15
    2.2.2 固有模态函数  15-16
    2.2.3 经验模式分解  16-18
    2.2.4 Hilbert变换的相关谱  18-19
    2.2.5 Hilbert-Huang变换流程图  19
  2.3 本章小结  19-21
第三章 经典模式分解中端点效应的处理  21-43
  3.1 引言  21
  3.2 镜像边界延拓法  21-27
    3.2.1 镜像边界延拓法原理  21-23
    3.2.2 仿真信号分析  23-27
  3.3 拟正弦边界延拓法  27-31
    3.3.1 拟正弦边界延拓法原理  27-29
    3.3.2 仿真分析  29-31
  3.4 镜像与拟正弦联合延拓法  31-40
    3.4.1 延拓原理  31-34
    3.4.2 镜像与拟正弦联合延拓的实现流程图  34
    3.4.3 仿真分析  34-40
  3.5 镜像与拟正弦联合延拓法应用于某机械噪声信号  40-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章 Hilbert-Huang变换应用于特征提取  43-65
  4.1 引言  43-44
  4.2 Hilbert变换与能量算子定义  44-48
    4.2.1 Hilbert变换  44-45
    4.2.2 能量算子定义及平滑能量算子  45-48
  4.3 基于Hilbert-Huang变换的特征提取法  48-51
    4.3.1 EMD频率族分离法  48-49
    4.3.2 HHT边际谱分析法  49-51
  4.4 仿真数据中的对比验证  51-59
    4.4.1 对2FSK调制系统的解调  51-56
    4.4.2 提取复合信号的各部分瞬时特征  56-59
  4.5 某机械噪声信号分析  59-64
    4.5.1 能量算子应用于某机械噪声信号的特征分析  59-61
    4.5.2 基于HHT边际谱的某机械噪声信号分析  61-64
  4.6 本章小结  64-65
第五章 总结  65-67
  5.1 本文总结  65-66
  5.2 本文创新点  66
  5.3 研究展望  66-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录  73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
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