基于CEEMDAN-Hilbert变换的水下爆炸信号时频分析方法研究

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作者 樊涛 王宪楠 +3 位作者 吴岩 赵爽 郭策安 张健 《沈阳理工大学学报》 CAS 2024年第5期20-26,共7页

研究水下爆炸冲击波信号的时频特性,对于舰艇利用弹药水下爆炸信号对抗自导鱼雷具有重要的实际意义。本文针对EMD-Hilbert方法中经验模态分解(EMD)存在模态混叠的问题,提出CEEMDAN-Hilbert方法实现水下爆炸冲击波信号精确的时频分析。... 研究水下爆炸冲击波信号的时频特性,对于舰艇利用弹药水下爆炸信号对抗自导鱼雷具有重要的实际意义。本文针对EMD-Hilbert方法中经验模态分解(EMD)存在模态混叠的问题,提出CEEMDAN-Hilbert方法实现水下爆炸冲击波信号精确的时频分析。在水深100 m处单发炸药爆炸,产生爆炸信号的频率主要分布在56.5 kHz以下的低频段,特别是0~28.3 kHz以下的能量最大,高于56.5 kHz的能量较少。通过与EMD-Hilbert方法相比,CEEMDAN-Hilbert方法在28.3~56.5 kHz频段的能量分布会更加明显,具有一定的优越性。 展开更多

关键词 水下爆炸 ceemdan-hilbert变换 Hilbert谱 本征模态分量

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基于CEEMDAN-Hilbert变换的振动信息分解

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作者 陈钇行 钟倩文 +3 位作者 崔桂艳 郑树彬 彭乐乐 李立明 《计算机与数字工程》 2023年第11期2719-2723,共5页

为了对轴箱振动信息进行有效时频分析,提出利用完备集合经验模态(CEEMDAN)分解对振动信息进行分解,再通过Hilbert变换求其时频谱、边际谱和奇异值,实现振动信息的分析。通过分析钢轨正常和道岔状态轴箱振动信息,实现对钢轨表面状态的判... 为了对轴箱振动信息进行有效时频分析,提出利用完备集合经验模态(CEEMDAN)分解对振动信息进行分解,再通过Hilbert变换求其时频谱、边际谱和奇异值,实现振动信息的分析。通过分析钢轨正常和道岔状态轴箱振动信息,实现对钢轨表面状态的判断。结论如下:正常状态的振动频率主要集中在低频,道岔状态高频部分显著增加,且能量幅值峰值约是正常状态的50倍。道岔状态的边际谱和奇异值幅值均大于正常状态,且幅值峰值约是正常状态的3倍和5倍。 展开更多

关键词 完备集合经验模态分解 HILBERT变换 振动信息分解 路况诊断

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不同介质间隔装药结构爆破的振动信号分析研究

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作者 关福晨 费鸿禄 +3 位作者 辛鹏飞 管久霄 张峰 山杰 《火工品》 北大核心 2026年第1期75-81,共7页

本研究以武家塔露天煤矿为依托,通过现场爆破试验并结合CEEMDAN-Hilbert变换方法,对比分析了空气介质与水介质间隔装药结构爆破诱发的振动信号特征。结果表明:水介质间隔装药在低频区间(0~70Hz)的能量分布更显著,其信号能量显著高于空... 本研究以武家塔露天煤矿为依托,通过现场爆破试验并结合CEEMDAN-Hilbert变换方法,对比分析了空气介质与水介质间隔装药结构爆破诱发的振动信号特征。结果表明:水介质间隔装药在低频区间(0~70Hz)的能量分布更显著,其信号能量显著高于空气介质间隔装药,表明水介质与炸药及岩体的耦合作用更优,能释放更高能量以优化爆破效果。两种间隔装药结构爆破的振动信号主要能量均集中在70 Hz以内,水介质爆破的最大能量占比集中在30~40 Hz,而空气介质爆破的最大能量占比集中在40~50 Hz。因此,水介质间隔装药在工程应用中需采取控制措施,避免与周边建(构)筑物固有频率共振,确保结构安全。 展开更多

关键词 ceemdan-hilbert 空气介质 水介质 间隔装药 爆破振动 能量 频率

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基于CEEMDAN和HHT的谐波检测方法 被引量：13

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作者 张慧 孟克其劳 +3 位作者 张占强 宋为民 马剑龙 贾彦 《电子测量技术》 2020年第6期83-87,共5页

针对现有谐波检测方法准确度不高的问题,提出一种基于自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和HHT的谐波检测方法。利用CEEMDAN对谐波信号进行分解,通过计算各个固有模态函数(IMF)分量与原始谐波信号的相关性,筛选出真实的谐波分量... 针对现有谐波检测方法准确度不高的问题,提出一种基于自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和HHT的谐波检测方法。利用CEEMDAN对谐波信号进行分解,通过计算各个固有模态函数(IMF)分量与原始谐波信号的相关性,筛选出真实的谐波分量,再结合HHT变换得到谐波信号的特征参数,包括瞬时幅值、瞬时频率和谐波产生的起止时刻等。对CEEMDAN、EMD、EEMD和FFT 4种谐波检测方法进行仿真,仿真实验表明,CEEMDAN对于常见的暂态谐波信号,可以将平均检测误差控制在1%以下,有效的提高了谐波信号检测的准确度。 展开更多

关键词 谐波检测 自适应噪声完全集合经验模态分解 希尔伯特-黄变换

原文传递

Hilbert包络功率谱熵的曲轴轴系故障诊断 被引量：7

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作者 别锋锋 李荣荣 +1 位作者 彭剑 刘雪东 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第3期86-91,115,共7页

曲轴轴系是往复机械传动系统的重要组件之一,其工作状态对整套机械设备的正常工作和使用具有直接的影响。研究针对振动信号分析的曲轴轴系的损伤模式识别问题,提出一种基于Hilbert包络功率谱熵和支持向量机相结合的往复机械曲轴轴系损... 曲轴轴系是往复机械传动系统的重要组件之一,其工作状态对整套机械设备的正常工作和使用具有直接的影响。研究针对振动信号分析的曲轴轴系的损伤模式识别问题,提出一种基于Hilbert包络功率谱熵和支持向量机相结合的往复机械曲轴轴系损伤识别方法。基于曲轴轴系损伤机理展开研究,分析曲轴轴系发生故障振动的原因,建立典型的机械故障动力学模型,并通过构建故障模拟与振动测试系统获取曲轴实时振动信号;基于CEEMDAN方法对信号进行分解,选取峭度较大的本征模式分量进行Hilbert包络解调分析获取包络矩阵,计算信号的瞬时包络功率谱熵,可以明显看出曲轴轴系故障表征;最后进一步用SVM完成模式识别。数值模拟与实验结果验证了方法的有效性。该方法对往复机械曲轴轴系早期故障模式的识别具有较好的参考意义。 展开更多

关键词 故障诊断 曲轴轴系 CEEMDAN Hilbert包络谱 功率谱熵 损伤模式识别

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基于CEEMDAN的地震信号高分辨率时频分析方法 被引量：14

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作者 尚平萍 李鹏 +1 位作者 杨安琪 陈学国 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期547-554,共8页

希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)作为一种时频分析方法,在含有间断信号的信号中或存在噪声干扰的信号中进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)时会产生模态混叠效应,为得到更准确的原始信号分析结果,精确重... 希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)作为一种时频分析方法,在含有间断信号的信号中或存在噪声干扰的信号中进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)时会产生模态混叠效应,为得到更准确的原始信号分析结果,精确重构原始信号,以自适应噪声的总体集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition of adaptive noise,CEEMDAN)代替EMD并与希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)相结合,构建了一种适应于非线性非平稳信号的高分辨率时频分析方法。采用该方法对模拟信号和实际资料进行了时频分析处理,并与传统的时频分析方法的处理结果进行了对比分析,结果表明基于CEEMDAN的时频分析方法在保证重构信号准确性和稳定性的前提下,可精确地重构原始信号,并获得精确的频谱,从而具有更高的时间和频率分辨率,它既是一种地震资料精细解释的有力工具,也为后续的含油气检测提供了有力的支撑。 展开更多

关键词 时频分析 经验模态分解 自适应噪声的总体集合经验模态分解 希尔伯特-黄变换 高分辨率 时频谱

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基于MCKD与CEEMDAN的声信号故障特征提取方法 被引量：15

7

作者 申博文 王华庆 +1 位作者 唐刚 宋浏阳 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期385-392,400,共9页

在双转子轴承状态监测与故障诊断中,信号传递路径复杂,很难通过加速度传感器直接获得信号,而声音信号有非接触式测量的优势,包含大量特征信息.为了能够准确、有效地通过声音信号实现滚动轴承故障诊断,检测出轴承故障,提出了基于自适应... 在双转子轴承状态监测与故障诊断中,信号传递路径复杂,很难通过加速度传感器直接获得信号,而声音信号有非接触式测量的优势,包含大量特征信息.为了能够准确、有效地通过声音信号实现滚动轴承故障诊断,检测出轴承故障,提出了基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和最大相关峭度解卷积(MCKD)的滚动轴承故障诊断方法.首先运用最大相关峭度解卷积方法增强轴承故障声音信号中的冲击,然后对处理后的信号进行CEEMDAN处理,计算每个经验模态分量的峭度值,根据峭度值选取最优分量并求Hilbert包络谱,以准确提取故障特征频率.文中采用该方法基于声音信号实现滚动轴承故障诊断,为提取最优分量提供了理想筛选标准,一定程度上降低了故障诊断的复杂程度,具有良好的自适应性. 展开更多

关键词 故障诊断 最大相关峭度解卷积 自适应噪声完备集合经验模态分解 Hilbert包络谱 声音信号

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我国股票与基金市场收益和风险的对比分析——基于CEEMDAN 被引量：2

8

作者 林达 杨招军 《预测》 CSSCI 北大核心 2016年第1期55-61,共7页

本文基于完全自适应集合经验模态分解(CEEMDAN)和希尔伯特谱分析,对沪深300指数(000300.SH)和主动偏股型开放式基金指数(H11022.CSI)进行了趋势分解和不同时间尺度的波动分析,研究对比了我国股票和基金市场的收益和风险。结果表明:我国... 本文基于完全自适应集合经验模态分解(CEEMDAN)和希尔伯特谱分析,对沪深300指数(000300.SH)和主动偏股型开放式基金指数(H11022.CSI)进行了趋势分解和不同时间尺度的波动分析,研究对比了我国股票和基金市场的收益和风险。结果表明:我国基金市场的期望收益率远比股票市场高,风险却小于股票市场。随后解释了出现这种现象的现实原因,并为我国投资者提供了操作上的建议。 展开更多

关键词 完全自适应集合经验模态分解 希尔伯特谱分析 收益 风险

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基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术 被引量：3

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作者 王玉梅 郑义 《电子科技》 2023年第1期60-66,74,共8页

针对电网环境噪声导致自适应噪声的CEEMDAN谐波检测精度低的问题,文中提出了一种基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术。利用修正因子T j自适应调整阈值,通过可调参数τ调节阈值函数软、硬特性,并将改进的小波阈值去噪... 针对电网环境噪声导致自适应噪声的CEEMDAN谐波检测精度低的问题,文中提出了一种基于改进小波阈值去噪和CEEMDAN-HT融合的谐波检测技术。利用修正因子T j自适应调整阈值,通过可调参数τ调节阈值函数软、硬特性,并将改进的小波阈值去噪方法应用于谐波信号的预处理。经预处理的信号再进行CEEMDAN分解,可有效抑制模态混叠束缚。运用相关度判据去除虚假分量,并利用Hilbert变换解调包含谐波特征的分量,准确提取其幅频信息。经MATLAB仿真可知,改进小波阈值去噪与CEEMDAN-HT的融合算法可将稳态谐波检测平均误差被控制在1%以下,暂态谐波检测平均误差被控制在2.1%以下,呈现出良好的抗噪性能。 展开更多

关键词 改进小波阈值去噪 CEEMDAN 模态混叠 修正因子 虚假分量 相关度判据 谐波检测 HILBERT变换

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CEEMDAN与多特征融合的脑电信号识别研究 被引量：2

10

作者 张聪聪 常湛源 李传江 《计算机仿真》 北大核心 2022年第12期366-372,共7页

为了解决脑电信号的非平稳特性难以分析,以及分类识别率低等问题,研究设计了基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与多特征融合方法。通过对原始信号加时间窗进行CEEMDAN分解,根据各分量相关系数设计合成新信号进行共空间模式(CSP)... 为了解决脑电信号的非平稳特性难以分析,以及分类识别率低等问题,研究设计了基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与多特征融合方法。通过对原始信号加时间窗进行CEEMDAN分解,根据各分量相关系数设计合成新信号进行共空间模式(CSP)提取空域特征,利用希尔伯特变换构造瞬时能量差和边际能量差特征,对各通道信号计算模糊熵组合成时-频-空域-非线性动力学的融合特征向量,最后采用灰狼算法(GWO)优化的支持向量机(SVM)对组合特征进行分类,对BCI Competition Ⅱ数据集平均分类识别率达89.29%。实验结果表明,多特征融合的识别率高于单一特征,加滑动时间窗改进CEEMDAN分解的方法有更高的分类识别率。 展开更多

关键词 脑电信号 自适应噪声完备经验模态分解 希尔伯特变换 模糊熵 特征融合

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基于CEEMDAN的希尔伯特变换在海底天然气水合物地震探测中的应用 被引量：2

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作者 夏秋萍 刘怀山 《工程地球物理学报》 2022年第1期27-34,共8页

当地层中填充了天然气水合物后,沉积物的一些物理性质会发生相应的改变,最终引起地震属性的变化,因此地震属性中包含了大量地质特征,是识别海底地层是否存在天然气水合物的一个重要标志。通常用来识别天然气水合物的瞬时振幅、相位、频... 当地层中填充了天然气水合物后,沉积物的一些物理性质会发生相应的改变,最终引起地震属性的变化,因此地震属性中包含了大量地质特征,是识别海底地层是否存在天然气水合物的一个重要标志。通常用来识别天然气水合物的瞬时振幅、相位、频率可以应用希尔伯特变换来获得,但单纯的希尔伯特变换获得的瞬时属性有效信息较少,为了获得更高的分辨率,提出了基于EMD算法的希尔伯特变换,由于EMD算法模态混叠严重,最终提出了改进后的CEEMDAN算法。本文利用CEEMDAN算法对地震属性信号进行分解,选择了包含有效信息的IMF分量与希尔伯特变换相结合,获得了瞬时属性,将方法用于OBS(海底地震仪)和垂直缆的天然气水合物数据中,得到的属性结果分辨率较高,清晰地表明了海底似反射BSR(Bottom Simulating Reflector)的瞬时振幅和频率信息,为识别天然气水合物提供了依据。 展开更多

关键词 CEEMDAN HILBERT变换 天然气水合物 瞬时属性

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基于CEEMDAN-HT的永磁同步电机匝间短路振动信号故障特征提取研究 被引量：4

12

作者 夏焰坤 李欣洋 +1 位作者 任俊杰 寇坚强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期72-81,共10页

由于长时间处于高负荷运行状态,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)定子绕组线圈匝与匝之间的绝缘性能容易降低,导致出现匝间短路,此时电机的振动强度会发生改变。针对此现象,提出将自适应噪声完备经验模态分解(co... 由于长时间处于高负荷运行状态,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)定子绕组线圈匝与匝之间的绝缘性能容易降低,导致出现匝间短路,此时电机的振动强度会发生改变。针对此现象,提出将自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)结合,构成一种CEEMDAN-HT非线性信号分析方法,并将其应用于提取振动信号故障特征。首先,利用CEEMDAN算法分解振动信号,得到一系列本征模态函数(intrinsic mode function, IMF),并将主元分析中的方差贡献率用于识别包含故障特征信息的IMF。其次,使用HT对方差贡献率较高的IMF进行分析,并以三维联合时频图呈现时间、瞬时频率与幅值,得到了主要故障特征。最后,使用ANSYS有限元软件建立了电机短路故障模型,并搭建了短路故障试验平台,通过对比有限元仿真结果与试验结果,对提出的方法进行了有效性和准确性验证。 展开更多

关键词 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor PMSM) 振动信号 自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise CEEMDAN) 特征提取 希尔伯特变换(Hilbert transform HT)

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基于改进希尔伯特-黄变换的进动目标周期估计 被引量：1

13

作者 金家伟 阮怀林 孙兵 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期79-84,共6页

针对进动目标的微多普勒周期估计问题,提出了一种基于改进希尔伯特-黄变换的提取算法。该算法通过将希尔伯特-黄变换中的经验模态分解(EMD)替换为完备总体经验模态分解(CEEMDAN),对目标回波信号进行分解得到各本征模态函数(IMF)后,再对... 针对进动目标的微多普勒周期估计问题,提出了一种基于改进希尔伯特-黄变换的提取算法。该算法通过将希尔伯特-黄变换中的经验模态分解(EMD)替换为完备总体经验模态分解(CEEMDAN),对目标回波信号进行分解得到各本征模态函数(IMF)后,再对IMF进行希尔伯特谱分析,从该希尔伯特谱中提取出目标信号中的微多普勒周期。仿真表明,所采用的方法能有效地克服EMD算法噪声环境中性能较差的缺陷,在低信噪比条件下具备较好的性能。 展开更多

关键词 进动 希尔伯特 - 黄变换 经验模态分解 完备总体经验模态分解 周期估计

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基于改进HHT的双端行波法输电线路故障测距

14

作者 王玲桃 任宏伟 +1 位作者 李健 丁江浩 《自动化与仪器仪表》 2026年第2期10-14,共5页

针对传统希尔伯特-黄变换(HHT)在提取故障行波波头的过程中,存在包络线拟合不准确和模态混叠的问题,提出一种基于改进HHT的双端行波法输电线路故障测距的方法。首先,在经验模态分解的过程中,使用Akima插值代替传统的三次样条插值,对包... 针对传统希尔伯特-黄变换(HHT)在提取故障行波波头的过程中,存在包络线拟合不准确和模态混叠的问题,提出一种基于改进HHT的双端行波法输电线路故障测距的方法。首先,在经验模态分解的过程中,使用Akima插值代替传统的三次样条插值,对包络线拟合不准确问题进行改进。其次,引入自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN),并采用北方苍鹰优化算法选择CEEMDAN中白噪声幅值权重和噪声添加次数的最优组合,进而处理故障行波信号,以改善分解过程中模态混叠的问题。最后,利用希尔伯特变换提取波头到达检测端的时间,代入双端测距方程实现故障点精确定位。仿真结果表明,所提方法在不同线路长度、故障类型以及过渡电阻情况下,均取得了较高的测距精度。 展开更多

关键词 改进希尔伯特-黄变换 Akima插值 CEEMDAN 北方苍鹰优化算法 行波法 输电线路故障测距

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