改进CEEMDAN-小波包阈值降噪在旋转机械轴承中的应用

针对旋转机械滚动轴承振动加速度信号在采集过程中存在大量噪声导致振动信号表征不明显的问题，提出了一种在对自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)进行改进的基础上与小波包阈值降噪联合的一种数据去噪方法。首先，通过计算分解后得到的各分量的均方根和互相关系数对与原始信号相关性较大的分量进行提取；然后，分别计算提取后每个分量对应的阈值进行小波包阈值降噪处理；最后，将处理后的信号与分量中不存在噪声的分量进行叠加，即为降噪后的信号。经过对比实验验证，改进CEEMDAN-小波包阈值降噪方法的信噪比最大提高6.41,均方根误差降低0.12,证明了本方法的有效性。     

基于CEEMD小波包算法的降噪方法研究

针对脑电信号易受噪声干扰的特性,提出一种使用CEEMD小波包对脑电信号进行降噪的方法。首先对脑电信号进行CEEMD分解,得到一组固有模态函数分量（IMF）,然后对包含噪声的IMF分量采用小波包阈值降噪,同时保留信号的低频IMF分量,最后将使用小波包阈值降噪的IMF分量和保留的IMF分量进行累加重构,从而得到最终降噪后的脑电信号。仿真结果表明采用CEEMD小波包对脑电信号进行降噪,在抑制噪声的同时,还有效地保留了脑电信号的细节特性,达到良好的去噪特性。     

基于VMD和小波阈值的水听器信号去噪方法

针对水听器采集信号过程中存在的外界环境噪声干扰问题,提出了一种基于变分模态分解和小波阈值(VMD-WT) 的联合去噪方法该方法首先对含噪信号进行VMD分解,得到固有模态函数(IMFs)。然后计算每个IMF分量的中心频率和相关系数,通过相关系数阈值去除噪声IMFs,并对其余有用的IMFs进行小波阈值去噪处理。最后对去噪的IMF分量进行重构,得到具有良好信噪比的信号,通过仿真实验,证明了本方法与CEEMDAN=WT(自适应噪声的完备经验模态分解－小波阈值去噪)、EEMD-WT(集合经验模态分解－小波阈值去噪)、EMD-WT(经验模态分解－小波阈值去噪)、WT(小波阈值去噪)等方法相比,具有更好的去噪效果。通过对光纤水听器的实测实验表明本文的VMD-WT法在实际水听运用中具有良好的提高信噪比的性能。     

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。     

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.     

风电机组轴承早期故障特征提取研究

针对风电机组滚动轴承早期故障振动信号微弱、强干扰、非平稳、非线性的特点,提出基于自适应噪声完整集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)-排列熵(Permutation Entropy,PE)-遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的特征提取方法。方法先计算振动信号经CEEMDAN分解得到多个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)的排列熵值和方差贡献率,剔除虚假、低贡献率分量;根据识别误差最小和特征子集数目最少两个目标,构造了适应度函数,通过GA进行特征选择选出最优特征子集。仿真分析,上述方法能够快速有效提取不同故障的振动信号特征指标,为故障模式识别问題提供良好的思路和方法。     

基于EEMD和改进多小波的故障诊断的研究

针对滚动轴承振动故障信号具有非线性和非平稳的特点以及多小波阈值函数的选取对去噪效果的影响,提出一种基于EEMD(总体经验模态分解)和改进多小波阈值结合的故障特征提取的方法。首先,使用EEMD方法对采集到的信号进行分解,根据峭度值以及能量值选取有效的IMF(基本模态)分量,再选取合适的多小波函数对选取的IMF分量进行去噪,最后利用频谱分析法对去噪后的IMF分量进行重构,从而识别出故障特征频率,并通过获取的频率判断故障类型。实验结果表明,此方法可行且取得了较好的效果。     

基于排列熵的振动信号小波包阈值去噪研究

工程实践中的振动信号往往存在噪声干扰而导致信号特征信息无法显露,传统小波包软、硬阈值函数去噪形式固定,无法依据信号小波包分解系数的噪声干扰情况进行调整.据此,提出一种新的介于软、硬阈值函数之间的改进小波包阈值函数,并将排列熵作为信号含噪情况表征参数引入阈值函数中.对信号小波包系数进行排列熵计算,并依据该值对阈值函数进行自适应调整,使得新的阈值函数能够对含噪较多的小波包系数进行大尺度收缩而对含实际信号特征较多的小波包系数尽可能地保留,从而达到最佳的去噪效果.对滚动轴承振动实验信号的去噪分析,并与其他方法进行对比,验证了该方法的有效性与优越性.     

基于CEEMDAN和散布熵的飞行数据滤波

为解决飞行数据中高频噪声对后续应用产生干扰的问题,提出基于自适应完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和散布熵的飞行数据滤波方法.运用CEEMDAN将飞行数据自适应分解成一组固有模态函数(IMF);采用散布熵判断各IM F的噪声含量,若IM F中的有用信号完全被噪声掩盖,则予以去除,若IM F包含少量高频噪声,利用无偏似然估计阈值与改进阈值函数进行去噪;将处理后的IM F叠加以重构飞行数据.通过实例验证了该方法的有效性,其可提高飞行数据的可信度.     

滚动轴承故障诊断优化仿真研究

研究提高滚动轴承故障诊断准确率问题,滚动轴承故障振动信号具有非平稳,造成系统不稳定,针对传统方法难以提取故障信息的不足,提出一种小波包和最小二乘支持向量机的滚动轴承故障诊断方法(WP-LSSVM)。首先采用小波包对滚动轴承振动信号进行降噪处理,消除背景和噪声信息,然后小波包对去噪后振动信号分解并计算能量特征值,最后采用最小二乘支持向量机对能量特征值进行学习,建立滚动轴承故障诊断模型。仿真结果表明,滚动轴承故障诊断训练和测试时间减少,且故障诊断准确率得到提高。     

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。     

基于奇异值差分谱分析和蚁群算法的小波阈值降噪

针对传统小波阈值去噪阈值选取的问题,将奇异值差分谱的方法与蚁群算法相结合运用到小波阈值降噪中,提出一种小波系数双阈值寻优方法.首先将待处理含噪信号进行多尺度小波分解;之后根据每级信号小波系数的奇异值差分谱分析得到寻优的目标函数;然后根据目标函数利用蚁群算法在每级的小波系数上进行阈值寻优;最后重构经过最优阈值量化规则处理的小波系数得到降噪信号.通过对仿真信号的降噪处理表明本方法对不同特点信号的降噪效果要好于传统阈值降噪方法;对滚动轴承以及深沟球轴承的振动故障信号的降噪处理验证了方法的可行性和适用性.     

基于改进阈值和小波包的轴承故障诊断方法

为了准确有效地确定滚动轴承的故障部位,提出一种轴承故障诊断的新方法。用改进的小波阈值法对轴承振动信号进行降噪处理,对去噪后的信号进行小波包分解与重构,提取各重构子带内的信号特征作为故障诊断的样本,依据各子带信号的能量分布特征判断轴承的故障部位。在MATLAB环境下对SKF6205-2RS轴承的典型故障进行了仿真研究,结果表明改进的阈值法相比于传统去噪方法有较好的去噪效果,小波包能够准确提取信号的故障特征,能够提高轴承故障检测的准确性和有效性。     

基于改进小波阈值-CEEMDAN算法的ECG信号去噪研究

Electrocardiogram (ECG) signal denoising has always been a hot research issue. In order to eliminate the noises in ECG signal, a denoising method based on adaptive complete set empirical mode decomposition (CEEMDAN) and wavelet improved threshold function is proposed. Firstly, this method firstly decomposes the ECG signal by CEEMDAN to obtain a set of intrinsic modal functions (IMFs) from high frequency to low frequency. CEEMDAN decomposition is performed on ECG signal to yield several modal components (IMF). Secondly, the correlation coefficient method is used to perform wavelet denoising with improved threshold on the high frequency IMFs. For the low frequency IMFs, by setting a fixed threshold, the IMFs below the threshold is considered to be the baseline drift signal and removed. Finally, the denoised IMFs and the retained IMFs are reconstructed. The experimental results show that the proposed method is more effective than the empirical mode decomposition (EMD) wavelet denoising, and the global average empirical mode decomposition (EEMD) wavelet denoising method.     

A novel intelligent denoising method of ecg signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology

Due to high-frequency noise and low-frequency noise in ECG signals will interfere with the accurate diagnosis of cardiovascular diseases. With the intrinsic mode function (IMF), which is the main component indicators of high-frequency noise and low-frequency noise, this paper proposes an intelligent denoising method of ECG signals based on wavelet adaptive threshold and mathematical morphology. Firstly, this method performs Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN) for signals containing noise, and adopts zero-crossing rate to identify IMFs containing high-frequency noise and low-frequency noise. Secondly, according to the discreteness and randomness of IMF containing high-frequency noise, a wavelet adaptive threshold mathematical model is constructed. In this model, with the signal-to-noise ratio (SNR) improvement as the threshold adjustment parameter, the wavelet threshold is modified by niche genetic algorithm, and the optimal solution is obtained after removing high-frequency noise by wavelet decomposition and reconstruction. The waveform of IMF containing low-frequency noise changes slowly and its amplitude is large and it is difficult to remove low-frequency noise. Therefore, mathematical morphology is used to remove low-frequency noise. Finally, the intelligent denoising method of ECG signals is designed by superimposing denoised IMFs. MIT-BIH experiments show that in the process of removing high-frequency noise and low-frequency noise, compared with other denoising methods, the percent root mean square difference (PRD) and SNR improvement of the method proposed in this paper are improved, and the denoising effect is significant, which can provide expert knowledge and decision-making guidance for related application fields.

     

CEEMDAN在变压器振动信号提取中的应用

有效提取变压器振动信息对于识别变压器运行状态具有重要的现实意义.本文提出一种基于自适应白噪声完整集成经验模态分解(CEEMDAN)的变压器振动信号分析方法.论文首先采用CEEMDAN将原始变压器振动信号分解成有限的固有模态分量(IMF),之后利用相关系数(CC)提取有效的IMF分量.最后,将提取出的有效IMF分量进行信...     

K值优化的VMD在轴承故障诊断中的应用

由于机械设备实际运行状态下环境噪声的影响,轴承早期非平稳振动信号的故障特征难以有效提取。为此,将K值优化的变分模态分解引入轴承的早期故障诊断方法中。首先利用小波包降噪法对轴承实际振动信号进行降噪;然后利用K值优化的VMD算法,通过合理设置参数K,将降噪信号分解为若干本征模态分量,利用峭度值选取最佳分量;最后提取最佳分量的样本熵和排列熵组成特征向量,利用模糊C聚类识别轴承的故障类型。实验结果表明,该方法避免了信号的过分解,能有效提取振动信号特征,实现轴承的早期故障诊断。