IMF筛选停止条件的分析及新的停止条件.pdfVIP

第31卷第3期 振动、测试与诊断 V01．31No．3 2011年6月 of Jun．201l Journal Vibration，Measurement＆Diagnosis IMF筛选停止条件的分析及新的停止条件。 胥保春， 袁慎芳 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室南京，210016) mode moderune． 摘要分析了目前经验模式分解(empiricaldecomposition．简称EMD)中本质模式函数(intrisic tion．简称IMF)筛选停止条件，并提出了一种新的筛选停止条件。首先建立了一种EMD分解效果的检测方法，采用 该方法分析了3种IMF筛选停止条件，从分解效果图可以看到3种停止条件对EMD分辨率的影响；然后提出了一 种改进的IMF筛选停止条件；最后通过分解面的效果图和算例，表明新方法可以减少模式混叠现象，提高EMD分解 效果。 关键词 经验模式分解本质模式函数IMF筛选停止条件模式混叠 中图分类号TN911．72 EMD分解结果，分析了它们存在的局限性；然后提 引 言 出了一种新的筛选停止条件；最后通过分解效果图 和信号分解，显示新的筛选停止条件比目前的3种 条件更合理。 Hilbert—Huang变换(HHT)是NordenHuang 提出的一种信号处理方法[11。它突破了传统的基于 傅里叶变换的信号处理方法，是信号处理方法上的 1 已有的3种IMF停止条件 一次飞跃[2]。HHT主要有两个过程：EMD和Hilbert 变换。EMD目的是为了得到IMF，以便进一步利用 Hilbert变换是分析信号瞬时特征的有效手段， 但并不是所有的信号都能直接利用它来分析。只有 Hilbert变换进行分析。虽然Huang已经在1998年 明确阐述了IMF的特点，但是一般不直接用来作为 当信号是窄带信号或单成分时，采用Hilbert变换才 IMF筛选判断的停止条件，因为其难以用数学公式 利用EMD方法[1】，将信号分解成有限个IMF函数， 表示。目前都是采用近似的条件作为IMF判断，主 使之适合于Hilbert变换，其中IMF筛选停止条件是 要有利用SD的判断条件[I】、基于零点和极值点的停 得到合适IMF的保证。 止判断条件[3-4]和基于幅值比的停止判断条件[5]。 对于EMD方法的应用而言，希望能够利用比 1-1Rilling停止条件Ⅱ“副 较合理的停止条件，这样信号分析的结果才可靠。 Rilling提出的停止条件，用到如下表达式 EMD分解有时存在频率分辨率的问题，即在一定 频率范围内的合成信号并没有分解开，也被称为模 m(挖)一生生掣 (1) 式混叠现象[6-9]。关于这方面研究，很多学者提供了 口(以)：丝生掣 (2) 多种辅助方法，如频偏法[6]、信号屏蔽法[7．83或直接 修改筛选停止条件参数[1叼等，能够有效提高EMD 嘶)=裟a