基于提升格式小波的磁浮间隙信号降噪处理

针对高速磁浮轨道不平顺检测中间隙信号的降噪问题,提出基于提升格式的小波滤波方法;通过Lagrange插值法设计预测算子,并根据小波消失矩的特性建立线性方程组求解出更新算子,该方法也适用于求解带有边界问题的预测算子和更新算子;仿真实验比较了采用不同小波分解层数时硬阈值和软阈值的降噪效果,结果表明对信号进行4层分解并采用硬阈值法对小波系数进行处理,可以更有效提高信噪比,并更好保留了间隙信号的脉冲尖峰特征;将其仿真结论应用于实测间隙信号的降噪处理中,结果表明该方法满足了轨道不平顺实时检测的要求。     

列车横向振动与轨道不平顺输入关系研究

利用小波变换和互相关函数分析了列车横向振动与轨道不平顺输入之间关系。轨道不平顺输入引起了列车横向振动, 为了抑制横向振动并预测其变换规律, 需要研究两者之间关系。首先利用Simulink软件建立了列车横向系统模型, 模拟列车横移、侧滚和摇头振动信号; 然后利用小波变换和互相关函数分析了上述三种振动与轨道方向、水平不平顺输入之间关系。仿真结果表明, 水平不平顺与横移和摇头振动之间的互相关函数大于方向不平顺, 而方向不平顺与侧滚振动之间的互相关函数大于水平不平顺。结果证实了水平不平顺是引起列车横移和摇头振动的重要因素, 方向不平顺是引起列车侧滚振动的重要因素。     

基于STM32的轨道方向不平顺检测系统设计

轨道不平顺是影响列车乘坐舒适性和平稳性的主要激励源,对轨道不平顺信号进行准确检测和有效的分析处理,以尽可能提高铁路维修效率,保障高速列车行车安全。为了准确检测轨道方向不平顺信号,基于惯性基准法原理,研制了以STM32F103 Cortex-M3 ARM处理器为控制核心的自动化检测系统。系统调理采集包括伺服加速度计、陀螺仪、倾角仪等多路传感器转换而来的模拟信号,然后传输到车载服务器中分析处理。检测结果以实时波形图的形式显示,能够准确有效地判断不平顺状态。     

基于EMD-DFA-NLM的电涡流传感器信号去噪方法

针对电涡流位移传感器输出信号中的非稳态噪声,提出一种基于经验模态分解(EMD) －去趋势分析(DFA)－非局部均值(NLM)原理的去噪方法。该方法解决了EMD去噪方法信号、噪声模态不易确定的问题,并且可在滤除高频背景噪声的同时保留信号细节。首先通过EMD将信号分解得到若干本征模态(IMF)分量,然后使用DFA区分噪声主导IMF分量和信号,主导的IMF分量,对噪声主导分量进行NLM去噪处理,最后与信号主导分量一起重构信号,分别对仿真信号和电涡流传感器输出信号进行去噪处理。结果表明,相较EMD去噪法和EMD－小波阈值去噪法,所提方法去噪性能更优SNR(MSE)值提升(减小)明显,去噪后信号的毛刺与高频震荡大大减少。     

基于经验模态分解的小波阈值降噪方法研究

针对小波阈值降噪方法中小波基和阈值缺乏选取依据的缺陷,提出了一种基于经验模态分解(EMD)的小波阈值降噪方法。首先将带噪信号进行EMD分解得到一系列本征模态分量(IMF),仅对带噪的高频IMF分量进行小波阈值降噪处理,将处理结果与不含噪声的低频IMF分量进行信号还原得到降噪后信号。方法有效避免了直接小波阈值降噪高频分量损失的问题,同时还可直接去除信号中可能存在的趋势项,比直接小波阈值降噪具有更好的效果。仿真数据处理证明了方法的有效性。     

基于经验模态分解和小波阈值的冲击信号去噪

冲击信号是非线性的并且容易受到噪声污染;为研究冲击信号去噪的问题,针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)去噪和小波阈值去噪方法存在的不足,提出了基于EMD的小波阈值去噪方法;单纯的EMD去噪方法会在去除高频噪声的同时压制高频的有效信息;EMD与小波阈值去噪相结合,利用连续均方误差准则确定含噪较多的高频固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF),对高频IMF分量进行小波阈值去噪,以分离并保留这些分量中的有效信息,同时保持低频IMF分量不变;对模拟数据和实际冲击信号进行去噪处理,结果表明,基于EMD的小波阈值去噪方法的去噪效果优于单纯的EMD去噪方法和小波阈值去噪方法。     

基于HHT的信号奇异性检测

针对信号的奇异性,采用基于希尔伯特-黄变换（HHT）的方法进行奇异性分解,即首先利用经验模态分解（EMD）对信号进行分解,再提取第一阶分量的瞬时频率;利用瞬时频率检测信号奇异点。通过对幅值突变、频率突变、脉冲突变和方向突变四种奇异信号的仿真分析,表明了该方法能够准确地检测信号奇异点。     

基于CEEMD阈值和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法

针对经验模态分解（EMD）方法易产生模态混叠问题,而集成经验模态分解（EEMD）方法又存在重构误差较大的缺陷,提出了一种基于完备集成经验模态分解（CEEMD）阈值滤波和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法。首先通过CEEMD方法对陀螺信号进行有效完备的分解,并利用相关系数原理合理确定分解后噪声分量与有效分量的界限。在此基础上,通过借鉴小波阈值处理方式和EMD阈值设置方法,对信号进行阈值滤波去噪。对仿真信号和实际MEMS陀螺信号的研究结果表明,CEEMD阈值去噪方法的去噪效果要优于CEEMD、EEMD、EMD强制去噪方法和小波分析方法。这也充分体现了其在MEMS陀螺信号去噪应用中的可行性和有效性。     

轴承早期故障特征提取方法研究

针对滚动轴承早期故障信号被背景噪声淹没、故障特征不明显的问题,提出一种基于小波包分解和互补集合经验模态分解(CEEMD)的轴承早期故障信号特征提取方法.利用Matlab软件对采集到的轴承振动信号进行快速谱峭度分析,根据峭度最大化原则确定带通滤波器的中心频率和带宽,设计带通滤波器;对经过带通滤波器滤波后的信号进行小波包分解和CEEMD分解,根据峭度、相关系数筛选出有效本征模态函数(IMF)分量;利用IMF分量重构小波包信号,对重构小波包信号进行包络谱分析,提取轴承早期故障信号特征频率.该方法通过谱峭度分析降低背景噪声干扰,通过小波包分解增强故障冲击信号,并将CEEMD与小波包分解相结合,解决经典EMD分解存在的模态混叠、无效分量问题.仿真结果表明,相较于传统包络解调算法,重构后信号的背景噪声得到抑制,故障特征分量突出,验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于小波去噪和EMD的船舶液位信号特性分析

为提高船舶液舱液位测量精度,研究了液位测量信号的特性,提出基于小波去噪和经验模态分解(EMD)的水位信号处理新方法。用平移不变小波去噪算法对液位信号进行预处理,消除异常事件对EMD方法的影响,用EMD分解信号,按照给定的置信度去除高频固有模态(IMF)分量,提取低频IMF及趋势项进行重构,得到的无干扰成分即为液位真实信号。理论及实验研究表明,只有在有效消除异常干扰的情况下才能获得可靠的IMF分量,采用该方法提取有异常干扰的液水位信号真实趋势是有效可行的。     

基于IMF能量谱的水声信号特征提取与分类

经验模态分解（EMD）是用来处理非平稳时变信号的一种信号分析方法,该方法对所分析信号的局部特征信号进行不同时间尺度的分解,从而得到这些局部特征信号的各阶本征模函数（IMF）。提出了一种基于IMF能量谱的水声信号特征提取与选择方法,通过对水声信号进行经验模态分解,提取信号的本征模式分量并转换为能量谱特征向量,从而观测不同信号子频带能量谱的特征变化。分类实验采用支持向量机（SVM）分类器进行。实验结果表明,相对于小波能量谱特征提取法而言,利用IMF能量谱作为特征向量的分类实验具有更佳的分类效果,平均正确率达88%以上。     

基于EMD小波包和ANFIS的滚动轴承故障诊断

为了有效识别出滚动轴承的内圈故障、外圈故障、滚动体故障三种故障类型,提出一种基于经验模态分解EMD的小波包去噪和自适应神经模糊推理系统ANFIS的诊断方法。对故障信号进行去噪预处理,对已处理的信号利用ANFIS进行故障识别。结果表明,采用基于EMD的小波包去噪方法能有效地提高信噪比,在去噪的基础上,采用ANFIS进行故障诊断,诊断结果的误差低,能很好地识别出上述三种故障类型。     

基于改进EMD的接触网绝缘子泄漏电流去噪

采集接触网绝缘子泄漏电流时存在大量干扰,且使用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法去噪时存在端点效应和虚假分量的问题。提出利用类似极值延拓法和功率比值法(The Ratio of Power,TRP)解决EMD存在的上述问题,结合小波阈值方法对泄漏电流进行去噪。选择小波阈值去噪作为对比,对泄漏电流仿真模型和高压实验采集的泄漏电流进行去噪处理。通过去噪前后的有效值、三次谐波和基波幅值之比和信噪比对去噪效果进行评价。结果表明类似极值延拓法和TRP法可有效解决端点效应和虚假分量问题,改进EMD阈值去噪方法去噪效果优于小波阈值去噪。改进EMD阈值去噪方法具有自适应性,适用于污湿情况下的绝缘子泄漏电流去噪处理。     

基于经验模态分解的混合软件可靠性预测模型

基于经验模态分解结合支持向量回归算法与灰色系统理论提出一种混合软件可靠性预测模型,通过对原始软件失效数据使用经验模态分解方法进行预处理,将失效数据分解得到不同频段的本征模态分量和剩余分量,用支持向量回归算法对本征模态分量进行预测,用灰色系统模型GM（1,1）对剩余分量进行预测,然后将预测结果进行重构,得到最终软件可靠性预测值。为了验证所提混合预测模型的有效性,利用两组真实软件失效数据,与SVR可靠性预测模型和GM（1,1）可靠性预测模型进行实验对比分析,实验结果表明,所提混合预测模型较这两种可靠性预测模型具有更精确的预测精度。     

基于经验模态分解的WVD交叉项抑制法

针对Wigner-Ville分布(WVD)存在交叉项的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)的WVD交叉项抑制方法,将EMD得到的各固有模态函数去伪后进行WVD计算,将WVD分析结果线性叠加后重构出原始信号的WVD时频分布。仿真结果表明,该方法能有效抑制时频分布的交叉项,保证WVD的时频聚集性,分析信号的调幅调频现象。     

基于显著小波子带的轮廓结构不规则性检测

为解决皮肤肿瘤轮廓结构的不规则性表达和特征提取问题,提出一种在重构肿瘤轮廓结构分量上利用局部分形维(LFD)提取轮廓不规则特征的方法。在神经网络中实现肿瘤分类,使用小波分解和Hausdroff Distance确定肿瘤轮廓结构分量所处的频带(显著小波子带),根据重构轮廓结构分量、LFD派生轮廓的不规则性特征对黑色素瘤进行分类。实验结果表明,该方法具有较高的分类准确率、敏感度和特异度。     

一种基于EMD的人脸图像光照问题处理方法

鉴于经验模态分解（EMD）算法的无参数特性和基于数据驱动的自适应分析,从EMD算法筛选过程中插值点和差值算法选取的角度出发,提出了一种标准EMD的改进算法。用改进的EMD算法分解需要识别的人脸图像,得到从整体上有效消除了光照变化影响的原人脸图像的重构图像,并将重构图像用于识别。通过在Yale B人脸库上的实验结果表明,将提出的光照处理方法应用到人脸识别中可以取得较好的效果。     

改进型HHT方法在钻机电网谐波检测中的应用

传统HHT方法在分析谐波时存在模态混叠现象,不能有效得出各次谐波分量,所以本文采用基于小波分解的HHT方法来解决上述问题。该方法根据小波分解进行频带滤波,然后再利用empirical mode decomposition（EMD）分解得到准确的intrinsic mode function（IMF）,最后进行Hilbert变换得到各次谐波分量频率和瞬时幅值,解决了传统HHT方法存在的模态混叠问题。首次将改进的Hilbert-Huang Transform（HHT）方法用于石油钻机系统中,并在Matlab/Simulink平台上搭建了石油钻机电网谐波源模型,仿真谐波电流信号,并将改进型HHT方法与传统的HHT方法进行对比,比较结果验证了改进型HHT方法的先进性和有效性。     

压缩感知与EMD相结合的带噪面罩语音增强

针对带噪面罩语音清晰度和可懂度低的问题,提出了一种将压缩感知和经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）相结合的方法来对带噪面罩语音进行增强。首先对带噪面罩语音进行EMD分解得到其本征模式函数信号分量,对其特定本征模式分量进行小波阈值去噪;然后对全部信号分量进行压缩感知,最后重构信号分量得到增强后面罩语音。由实验结果可知,文中提出的方法去噪效果较好,重构误差较小,稳定性较高,有效地实现了面罩语音的增强。     

基于EMD阈值方法的轴承故障振动信号去噪

针对随机噪声信号影响对有用信息的获取,提出了EMD分解阈值去噪方法,将小波阈值去噪原理应用于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）中。首先对实际含噪信号进行EMD分解,根据分解后得到的内蕴模态函数（Intrinsic Mode Function,简称IMF分量）,采用自适应阈值去噪,进行信号重构,得到消噪后的信号,获取有用信息。将该方法应用于实际工程故障振动信号中分析研究表明,该方法可以获得较高的信噪比,能够对实际信号进行有效的故障特征频率提取,降噪后比降噪前的诊断效果更明显。