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矿井提升机系统新技术及装备改进

1改进的EMD方法

1. 1  EMD理论及存在问题    

EMD方法是一种适用于非线性、非平稳性信号的时频分析方法。此方法根据被分析信号本身特点构造基函数,自适应的选择频带,从局部时间尺度入手,确定信号在不同频段的分辨率,将复杂信号分解为具有不同尺度特征的固有模态函数(intrinsic modefunctions IMF),因此,该方法具有良好的局部适应性和时频分辨率,较好地克服了小波变换存在的问题。EMD方法实质上可看作截止频率与带宽随信号变化的带通滤波器,从数据的特征时间尺度入手对信号进行分解,原始信号,(t)EMD分解后,得到有限数目IMF和一个剩余分量.其中,n为分解后IMF数量;;c;(t)为分解得到的nIMF分量,各分量均满足平稳性条件;r(t)为分解后的剩余分量。EMD方法因其在处理非线性非平稳性信号时表现出的良好特性,在实践中有大量应用,但是理论本身仍有以下需要完善的不足之处。    

(1)EMD分解过程中存在模态混叠现象,即同一频率信号被分解在不同的IMF中,或一个IMF中包含多个不同频率的信号。当原始信号中存在间隙性成分或脉冲成分时,模态混叠现象更为明显。    

(2) EMD分解过程中采用极值点构造包络曲线,而被分析信号端点处往往非极值点,这就导致每个分解过程中都会在端点处产生拟合误差,随着分解进行,误差影响会逐步扩大。尤其是分解后期的低频IMF分量,端点效应现象更为明显,误差的累积和传播会导致分解结果的失真,产生虚假的IMF分量。

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点击次数:  更新时间:2014-11-20 09:06:32  【打印此页】  【关闭