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| 1 | 一种EMD改进方法及其在旋转机械故障诊断中的应用显示文摘针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)中存在的端点效应问题,提出一种波形特征匹配延拓与余弦窗函数相结合的改进方法。首先对信号进行波形特征匹配延拓,实现延拓数据与原信号交界处的光滑过渡,避免边界处瞬时频率的跳跃;其次针对该延拓方法存在延拓误差的问题,对信号加余弦窗处理,将延拓误差控制在信号两端,使其无法(或以较慢速度)向数据内部发展,保证信号有效数据的正确分解,提高信号的分解精度,实现EMD算法的改进。通过仿真分析和不对中故障诊断实例研究表明,该方法能较好地抑制EMD端点效应,实现旋转机械故障的有效诊断。 | 时培明 丁雪娟 李庚 韩东颖 | 2013 | 振动与冲击2013，32，4： | 60 |
| 2 | 振动信号中HHT/EMD端点延拓方法研究显示文摘针对振动信号中Hilbert-Huang变换的端点效应问题,结合端点效应产生机理和现有研究成果,提出基于时间尺度的LS-SVM端点延拓的抑制端点效应新方法。首先利用LS-SVM回归特性和一种自适应预测法分别对信号极值点的幅值和时间点进行预测延拓,然后对预测的极值信息进行埃尔米特插值,完成对原信号的延拓。利用仿真信号和实测航空发动机振动信号进行分析验证,表明该方法可同时有效抑制两种端点效应,并具有预测精度高、有效延拓距离长、速度快的特点。 | 郭明威 倪世宏 朱家海 张志鹏 | 2012 | 振动与冲击2012，31，8： | 19 |
| 3 | 基于VMD-HHT方法的水电机组启动过渡过程振动信号分析研究显示文摘随着中国水电机组数量及装机容量的不断增加,水电机组启动过渡过程故障问题也日趋明显,利用信号分析法对机组故障诊断得到广泛的应用。利用一种处理非线性非平稳信号自适应方法——变分模态分解(Variational Mode Decompostion,VMD),对葛洲坝某台机组启动过渡过程振动信号分析。首先,利用VMD方法对启动过渡过程仿真振动信号进行分析,验证VMD方法处理非线性非稳态信号的有效性。然后,利用该方法对机组启动过渡过程实测振动信号进行固有模态函数(IMF)的有效分离,通过Hilbert-Huang(HHT)变换对各IMF进行瞬时频率计算,得出相应的Hilbert谱,并将结果与经验模态分解(EMD)方法进行对比。从最终的振动信号分析中可以看出,通过VMD分解后的IMF可划分为3部分:第1部分主要为信号的发展趋势;第2部分主要为信号的基础分解,出现较强的规律性的'纺锤形'信号,且能够反映机组开机过程的振动变化规律;第3部分主要为干扰噪音或机组故障导致的高频特征信号,信号波形图无明显规律性,对应的Hilbert谱也明显具有主频波动小,幅值稳定等优势。结果表明:经VMD分解后,机组启动过渡过程振动信号各分量频率变化与机组转速时变规律吻合良好,能够有效提取特征频率,较EMD具有更好的自适应性,分析结果更加准确有效,能够更好地揭示水电机组过渡过程信号中的振动规律。 | 杨华 陈云良 徐永 赵琼 | 2017 | 工程科学与技术2017，49，2： | 16 |
| 4 | EMD端点效应的改进型混沌延拓方法及其在机械故障诊断中的应用显示文摘针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的端点效应问题,分析了三次样条插值产生端点效应的机理,指出了现有延拓方法的不足,提出采用Lyapunov指数预测模型进行边界延拓,以此减小端点效应在经验模态分解过程中产生的影响。在采用最大Lyapunov指数法进行边界延拓时,针对Lyapunov指数预测模型所表示的平均发散度仅是轨道演化规律的一个近似模型,提出采用局域发散度代替最大Lyapunov指数进行改进,以改进预测模型的预测精度。基于改进型Lyapunov指数边界延拓方法,由于引入时间序列预测模型使端点处的延拓更加合理,所延拓数据更加趋于真实,在希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)实现过程中仅需一次延拓,实现了准确的EMD分解。仿真计算和转子系统故障试验分析结果表明,所用方法可以有效解决EMD的端点效应问题。 | 蔡艳平 李艾华 石林锁 何艳萍 赵静茹 | 2011 | 振动与冲击2011，30，11： | 15 |
| 5 | 基于改进EMD的旋转机械耦合故障诊断方法研究显示文摘提出一种基于改进EMD的旋转机械耦合故障诊断方法。该方法结合相似极值延拓和加余弦窗函数运算的优点,解决了延拓部分不精确和加窗函数后使原信号发生改变的问题,提高了EMD方法的运算精度。应用该方法对存在裂纹碰摩故障的转子-轴承系统振动信号进行了特征提取,并进行了故障诊断,与单一故障特性相比,诊断出的振动信号既有裂纹引起的高频成分,也有碰摩引起的低频成分,得到的耦合故障特征证明了该方法的有效性。 | 时培明 李庚 韩东颖 | 2013 | 中国机械工程2013，24，17： | 14 |
| 6 | EMD自适应三角波匹配延拓算法显示文摘波形匹配延拓是遏制经验模态分解(EMD)端点效应的有效方法,针对现有波形匹配延拓方法的不足,提出了一种自适应的三角波形匹配延拓方法,改进了三角波匹配度的计算方法和匹配子波的寻优算法。改进的三角波匹配度计算方法,突出延拓平顺性的同时,加强了端点处数据与内部波形的关联。自适应的匹配寻优算法,首先在固定极值点对应的波段内部搜寻局部最佳子波的截取时刻,截取局部最优匹配子波,然后在局部最优子波内搜寻全局最优匹配子波,提高了子波截取的合理性与匹配的准确性。仿真信号及实验信号分析表明,该方法可有效抑制EMD端点效应,显著提高分解精度。 | 王录雁 王强 鲁冬林 张梅军 毛迪 | 2014 | 振动与冲击2014，33，4： | 12 |
| 7 | 基于均生函数周期叠加外推法的EMD端点问题的研究显示文摘HHT过程存在端点效应问题,针对端点效应的产生机理,并在研究现有端点效应处理方法的基础上,提出一种基于均生函数周期叠加外推法的端点延拓方法。通过构造信号序列的均生函数延拓矩阵,从中提取优势周期,将各周期叠加并作外延,来对信号端点外的数据进行预测。该方法克服了现有各种极值延拓方法仅参考两端点附近的有限个极值点的缺陷,并且相比其它数据预测延拓方法精度更高、算法简便且计算时间大大缩短。仿真和实例信号证明,该方法能够有效抑制端点效应。 | 李钊 周晓军 徐云 | 2013 | 振动与冲击2013，32，15： | 11 |
| 8 | 基于包络线算法改进EMD的旋转机械故障诊断方法研究显示文摘针对经验模态分解(EMD)中包络线拟合算法存在的过冲/欠冲以及端点问题,提出采用分段三次Hermite插值解决包络线过冲/欠冲问题,并结合基于斜率再优化的极值点延拓加窗函数的端点效应抑制方法,来优化EMD分解中包络线拟合的结果,得到更准确内禀模态函数(IMF)的同时也可以通过Hilbert变换得到更准确的边界谱和Hilbert谱,提高EMD分解质量。通过仿真分析和滚动轴承内圈故障诊断实例研究表明,该方法有良好的效果,实现旋转机械故障的有效诊断。 | 时培明 王敬 温江涛 田广军 | 2016 | 计量学报2016，37，1： | 10 |
| 9 | 基于改进EMD与关联维数的水轮机空化声发射信号特征提取显示文摘为研究水轮机空化状态下声发射信号的特征及其演变规律,提出了基于改进经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)与关联维数的水轮机空化声发射信号特征提取方法。采用镜像延拓与可变余弦窗函数相结合的方法对传统EMD进行改进。将改进EMD方法应用于混流式水轮机模型空化状态下的声发射信号分析中,分别采用自相关法和假近邻法计算声发射信号各阶固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)分量的时间延迟参数和最佳嵌入维数,采用G-P算法提取各阶IMF的关联维数,分析关联维数随水轮机空化系数的变化关系。结果表明:随着空化状态从无空化、初生空化到临界空化,声发射信号的各阶IMF关联维数逐渐增大,直接反映了水轮机空化从无到有,从弱到强,水流流态更加复杂和紊乱的过程。 | 刘忠 袁翔 邹淑云 周云贵 陈莹 | 2019 | 动力工程学报2019，39，5： | 9 |
| 10 | 一种新的HHT在心音包络提取中的应用显示文摘目的:心音包络比原始心音可以更好地显示心音的特征,是进行心音识别的基础。希尔伯特-黄变换(HHT)是一种提取心音包络的有效方法,它首先利用经验模态分解算法提取心音信号的固有模态函数,然后利用希尔伯特变换提取心音包络。常规的希尔波特-黄变换在分解过程中会引起端点效应和过冲等问题。方法:本文提出了一种基于改进型希尔伯特-黄变换的心音包络提取新方法。结果:该方法首先采用包络线性延拓法抑制端点飞翼问题,然后采用三次贝塞尔分段插值算法替代原始经验模态分解算法中的三次样条插值算法减小分解过程中的误差。结论:仿真实验和实际采集的心音信号实验证明了该方法的有效性。 | 陈洁 侯海良 罗良才 成运 | 2012 | 中国医学物理学杂志2012，29，2： | 9 |
| 11 | 基于平均包络线匹配算法的EMD端点效应分析及在股价趋势分解中的应用显示文摘经验模式分解(EMD)能够有效获得非平稳非线性信号的时频特征,但传统的EMD分解算法存在严重的端点效应.在深入研究和分析EMD算法的基础上,提出了一种基于波形匹配的端点效应处理方案,通过计算波形匹配度,在平均包络线内部寻找与其端部变化趋势最为接近的子波,并用这段子波代替平均包络线的边缘部分,使处理后的平均包络线极大地接近真实包络线,并把这种端点效应处理方案的EMD分解算法应用到实际的股票市场价格趋势分解中.实验结果表明,与经典的EMD边界延拓算法相比,本文提出的算法能更有效地抑制EMD分解时的边界效应,分解得到的固有模式函数更能体现模拟信号真实的频率、幅值信息.应用实验表明:与现有方法相比,该方法更能提高预测精度. | 李合龙 王龙 李明建 周文慧 | 2013 | 系统工程理论与实践2013，33，8： | 8 |
| 12 | 基于最小平方距离相关的EMD改进算法及应用显示文摘包络线的拟合是经验模式分解中的关键一步,但由于信号端点处极值的不确定性导致在信号上下包络线拟合过程中存在着严重的端点效应问题;在分析现有解决端点效应问题方法的基础上提出了基于最小平方距离相关的数据端点处包络线拟合方法。该方法在信号内部寻找与端点处信号变化趋势相关度最高的一段波形,并用此段波形的包络线来重新刻画端点处的包络线。仿真和实际信号的分析证明,基于最小平方距离相关的数据端点处包络拟合方法能够有效地抑制端点效应,算法简单并且易于实现。 | 杨庆 陈桂明 薛冬林 | 2011 | 振动与冲击2011，30，6： | 7 |
| 13 | 一种基于本征波匹配的EMD边界处理方法显示文摘希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是上世纪末出现的一种处理非线性非平稳信号的新方法 ,EMD边界处理是其中的关键技术之一。着重介绍了一种基于本征波匹配的EMD边界处理方法——本证波匹配预测法,特别是介绍了将该方法和其他两种有代表性的EMD边界处理方法应用于仿真信号和和实测信号的算例对比,从而验证了本证波匹配预测法的先进性。该工作使得相关研究得到较大程度地深化和完善。 | 钟佑明 赵强 周建庭 | 2012 | 振动与冲击2012，31，1： | 7 |
| 14 | 基于延拓和窗函数的HHT端点效应改进方法显示文摘为了克服Hilbert—Huang变换中的端点效应问题,提出了一种基于延拓和窗函数综合应用的端点效应改进方法。通过先对信号进行相似极值延拓再进行加余弦窗函数的处理,解决了延拓部分不精确和加窗函数后使原信号发生改变的问题,在一定程度上克服了EMD方法的端点效应问题,得到更准确IMF的同时也可以通过Hilbert变换得到更准确的边界谱和Hilbert谱。通过用于仿真信号和裂纹转子故障信号的分析证明该方法有良好效果。 | 时培明 李庚 韩东颖 刘彬 | 2013 | 计量学报2013，34，5： | 6 |
| 15 | PDE信号修补方法及在EMD端点效应处理中的应用显示文摘根据信号的连续性、光滑性等特性,可以利用已有相邻信号实现对缺陷信号的修补。分析了热传导方程的物理特性;提出了基于偏微分方程(PDE)的信号修补方法。分析了线性PDE修补和非线性PDE修补方法的基本原理。经验模态分解(EMD)过程中因存在着端点效应问题,使得EMD分解结果产生失真,从而导致分解无效。利用PDE信号修补的基本原理,实现了基于PDE的端点扩展方法。实验表明,PDE信号修补方法具有较好的修补效果,基于这一方法的端点扩展,可处理较长时间信号,且处理之后的信号畸变少。 | 尹爱军 王璇 | 2012 | 振动与冲击2012，31，2： | 6 |
| 16 | 基于数据/极值联合对称延拓的端点效应处理及其应用显示文摘Hilbert-Huang变换在EMD分解中因端点非极值点,无法满足样条插值的要求导致包络线异常,产生端点飞翼;在Hilbert变换中又因卷积计算和Fourier变换能量泄露的原因,也使端点产生飞翼。提出数据/极值联合对称延拓的方法,通过端部数据对称延拓,把EMD分解和Hilbert变换过程中产生的端点效应释放到数据外端,一举解决两阶段的端点飞翼问题;通过极值点对称延拓进一步控制三次样条包络曲线的走势,使原始数据的包络曲线更加准确。经仿真信号验证,联合对称延拓的方法具有良好的抑制效果。当该方法应用于结构动力响应非线性特征分析时,不仅具有明确的物理意义,而且能较准确地表征结构进入非线性状态时出现'频带扩展'和'主导频率飘移'的力学特征。 | 吴琛 项洪 杜喜朋 | 2017 | 振动与冲击2017，36，22： | 5 |
| 17 | 基于最大相关波形延拓改进的EEMD方法显示文摘针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)中出现的端点效应和模态混叠现象问题,提出了利用最大相关波形延拓改进聚合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法。利用最大相关波形法对原始信号的两端进行延拓,实现延拓数据在原信号边界处的平滑过渡,减小端点处包络线的拟合误差。针对EEMD中参数无法自动获取的问题,采用自适应EEMD对新信号进行分解,提高信号的分解精度。通过仿真分析和转子不平衡故障诊断实例研究表明,改进的EEMD方法不仅能够明显减少虚假模态分量、有效抑制模态混叠现象,而且较好地改善了端点效应引起的分解失真问题。同时与基于极值点对称延拓改进方法及基于镜像延拓改进方法相比,所提方法具有较高的分解精度。 | 郭翠娟 李德冲 荣锋 刘晓勇 | 2017 | 重庆邮电大学学报(自然科学版)2017，29，6： | 5 |
| 18 | 基于延拓与可变余弦窗的经验模态分解改进算法研究显示文摘针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)中存在的边界效应及边界发散现象随着筛选层次的增加而增加的问题,提出一种利用延拓与可变余弦窗相结合的改进新方法。首先对信号进行延拓处理,增加一定长度的数据,实现延拓数据与原始信号交界处的光滑过度。其次,根据信号边界的发散程度,在逐层提取各阶本征模函数(Intrinsic Model Function,IMF)之前,在信号两端加上宽度可变的余弦窗函数,使得每一个IMF分量边界发散问题最小化,保证信号有效数据的正确分解,实现EMD边界处理算法的改进。仿真和实例信号分析表明,该方法能较好地抑制EMD边界效应,有效地提取故障信号中的特征信息。 | 丁雪娟 时培明 | 2014 | 振动与冲击2014，33，3： | 5 |
| 19 | 基于幅频分离的气候时间序列预测试验显示文摘从气候波动的瞬时频率与瞬时振幅出发,结合最小二乘支持向量机技术,提出了基于幅频分离技术的气候时间序列预测方法,并对南京地区降水距平进行了30候的预测试验。结果表明,幅频分离预测法能够对所有模态的振幅和高频模态的瞬时频率进行较好的预测,而预测的瞬时频率累积误差会对模态分量的预测距平相关性产生敏感影响,该新方法能够显著提高气候序列高频模态的预测效果。对于气候序列的低频模态分量,集合经验模态分解的边界效应会对瞬时频率的求解产生较大误差,使得序列边界区的幅角计算不准确,导致对低频模态的最终预测效果不理想。对气候序列的高频分量采用幅频分离并进行最小二乘支持向量机预测,而对其低频分量仅采用最小二乘支持向量机进行直接预测,可同时提高高、低频分量的预测效果,并最终提高整个气候序列的预测准确性。该分频预测方法可以使南京降水预测的30候距平相关保持在0.4以上。 | 张舰齐 王丽琼 左瑞亭 叶晶 马秋丽 叶成志 | 2017 | 大气科学2017，41，3： | 3 |
| 20 | 基于相似极值延拓的EMD端点效应改进方法显示文摘经验模态分解(EMD)是HHT变换处理非线性、非平稳信号的关键步骤。原始故障信号经过EMD分解为固有模态函数后进行希尔伯特变换,求出信号的瞬时频率来反映故障特征。但分解过程中产生的端点效应问题使得求出的瞬时频率失去准确性。文章在研究相似极值延拓算法的基础上提出了一种改进算法,增加了端点处是否作为极值点的判断,避免了端点数值超出包络线所造成的分析结果失真问题。仿真分析和实例故障诊断结果表明,文中算法计算效率高,能有效抑制经验模态分解过程中的端点飞翼现象。 | 岳晓峰 邵海贺 | 2015 | 组合机床与自动化加工技术2015，，9： | 3 |
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