改进希尔伯特-黄变换含噪振动信号时频分析
TU12%O382; 针对希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)含噪振动信号时频分析产生的模态混淆和瞬时频率缺乏实际意义的现象,改进经验模态分解(EMD)得到自适应补充集合经验模态分解(CEEMDAN)后,结合多尺度排列熵(MPE)抑制EMD模态混淆,再改进 Hilbert 变换得到改进归一化 Hilbert 变换(INHT),最终形成 CEEMDAN·MPE-INHT.为验证 CEEMDAN·MPE-INHT含噪振动信号时频分析的准确性,进行 EMD-HT、EEMD-NHT、CEEMDAN-INHT、CEEMDAN·MPE-INHT含噪仿真振动信号时频分析...
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| Published in | 上海交通大学学报 Vol. 57; no. 12; pp. 1648 - 1656 |
|---|---|
| Main Authors | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Chinese |
| Published |
中国地质大学(武汉)工程学院,武汉 430074
2023
中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074%武汉华中科大建筑规划设计研究院有限公司,武汉 430070%中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074 湖北国土资源职业学院 环境与工程学院,武汉 430090 |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1006-2467 |
| DOI | 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.255 |
Cover
| Abstract | TU12%O382; 针对希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)含噪振动信号时频分析产生的模态混淆和瞬时频率缺乏实际意义的现象,改进经验模态分解(EMD)得到自适应补充集合经验模态分解(CEEMDAN)后,结合多尺度排列熵(MPE)抑制EMD模态混淆,再改进 Hilbert 变换得到改进归一化 Hilbert 变换(INHT),最终形成 CEEMDAN·MPE-INHT.为验证 CEEMDAN·MPE-INHT含噪振动信号时频分析的准确性,进行 EMD-HT、EEMD-NHT、CEEMDAN-INHT、CEEMDAN·MPE-INHT含噪仿真振动信号时频分析对比研究.研究结果表明:CEEMDAN 能够控制低频噪声;MPE 能抑制高频噪声;INHT 使 Hilbert 变换不受 Bedrosian 定理约束.最后将CEEMDAN·MPE-INHT算法用于实际工程含噪振动信号时频分析中,CEEMDAN·MPE 分解得到的固有模态函数(IMF)经INHT处理得到的时频谱在时域和频域上都具有较高的分辨率,可提高时频特征参数提取精度,有助于振动信号危害控制. |
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| AbstractList | TU12%O382; 针对希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)含噪振动信号时频分析产生的模态混淆和瞬时频率缺乏实际意义的现象,改进经验模态分解(EMD)得到自适应补充集合经验模态分解(CEEMDAN)后,结合多尺度排列熵(MPE)抑制EMD模态混淆,再改进 Hilbert 变换得到改进归一化 Hilbert 变换(INHT),最终形成 CEEMDAN·MPE-INHT.为验证 CEEMDAN·MPE-INHT含噪振动信号时频分析的准确性,进行 EMD-HT、EEMD-NHT、CEEMDAN-INHT、CEEMDAN·MPE-INHT含噪仿真振动信号时频分析对比研究.研究结果表明:CEEMDAN 能够控制低频噪声;MPE 能抑制高频噪声;INHT 使 Hilbert 变换不受 Bedrosian 定理约束.最后将CEEMDAN·MPE-INHT算法用于实际工程含噪振动信号时频分析中,CEEMDAN·MPE 分解得到的固有模态函数(IMF)经INHT处理得到的时频谱在时域和频域上都具有较高的分辨率,可提高时频特征参数提取精度,有助于振动信号危害控制. |
| Abstract_FL | Aimed at the phenomenon of modal confusion and lack of practical significance of instantaneous frequency caused by Hilbert-Huang transform(HHT)noisy vibration signal time-frequency analysis,complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise(CEEMDAN)is obtained by improving empirical mode decomposition(EMD),and in combination with multiscale permutation entropy(MPE)to suppress EMD modal confusion.At the same time,improved normalized Hilbert transform(INHT)is obtained by improving Hilbert transform,and finally the CEEMDAN·MPE-INHT time-frequency analysis algorithm is formed.In order to verify the accuracy of time-frequency analysis of CEEMDAN·MPE-INHT noisy vibration signals,a comparative study of time-frequency analysis of EMD-HT,EEMD-NHT,CEEMDAN-INHT and CEEMDAN·MPE-INHT noisy simulation vibration signals is conducted.The results show that CEEMDAN can control low frequency noise;MPE can suppress high frequency noise;INHT can make Hilbert transform not constrained by Bedrosian theorem.Finally,CEEMDAN·MPE-INHT algorithm is applied to the time-frequency analysis of noisy vibration signals in practical engineering.The time spectrum of intrinsic mode function(IMF)decomposed by CEEMDAN·MPE after INHT processing has a high resolution in time domain and frequency domain,which can improve the extraction accuracy of time-frequency characteristic parameters and help control the harm of vibration signals. |
| Author | 孙苗 杨钧凯 吴立 |
| AuthorAffiliation | 湖北国土资源职业学院 环境与工程学院,武汉 430090;中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074%武汉华中科大建筑规划设计研究院有限公司,武汉 430070%中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉 430074 |
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| Author_FL | YANG Junkai SUN Miao WU Li |
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| ContentType | Journal Article |
| Copyright | Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved. |
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| DBID | 2B. 4A8 92I 93N PSX TCJ |
| DOI | 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.255 |
| DatabaseName | Wanfang Data Journals - Hong Kong WANFANG Data Centre Wanfang Data Journals 万方数据期刊 - 香港版 China Online Journals (COJ) China Online Journals (COJ) |
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| Discipline | Sciences (General) |
| DocumentTitle_FL | Time-Frequency Analysis of Noisy Vibration Signal Based on Improved Hilbert-Huang Transform |
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| ISSN | 1006-2467 |
| IngestDate | Thu May 29 03:56:07 EDT 2025 |
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| Issue | 12 |
| Keywords | Hilbert transform empirical mode decomposition 固有模态函数 经验模态分解 modal confusion intrinsic mode function 希尔伯特变换 模态混淆 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 上海交通大学学报 |
| PublicationTitle_FL | Journal of Shanghai Jiaotong University |
| PublicationYear | 2023 |
| Publisher | 中国地质大学(武汉)工程学院,武汉 430074 中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074%武汉华中科大建筑规划设计研究院有限公司,武汉 430070%中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心,武汉 430074 湖北国土资源职业学院 环境与工程学院,武汉 430090 |
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| Title | 改进希尔伯特-黄变换含噪振动信号时频分析 |
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