基于Hilbert-Huang变换的语音信号共振峰频率估计

由快速傅里叶变换（FFT）初步估计出的语音信号的各阶共振峰频率确定相应带通滤波器的参数，并用该参数对语音信号作滤波处理，对滤波后的信号进行经验模态分解（EMD）得到一族固有模态函数（IMF），按能量最大原则确定出含有共振峰频率的IMF，计算出该IMF的瞬时频率和Hilbert谱即得到语音信号的共振峰频率参数.实验结果表明，与传统方法相比，该方法无须对语音信号进行分帧截断，提高了语音信号共振峰频率估计的时频分辨率和准确性，能够更精确地反映共振峰频率随时间的快速变化.     

基于HHT的电力系统谐波分析

鉴于现有电力系统谐波检测与分析方法的不足,用希尔伯特-黄变换(HHT)进行谐波分析.该方法由两部分组成.首先对谐波信号作经验模态(EMD)分解,得到满足一定条件的固有模态信号(IMF),然后用希尔伯特变换求其瞬时频率和瞬时幅值.该方法适用于非线性非平稳信号的分析,具有概念清晰、计算简单的优点.仿真研究表明,用HHT方法进行电力系统谐波分析是可行的,与傅立叶变换和小波变换等现有方法比较,有很多独特的优点.     

一种基于样条插值的经验模态分解改进算法

经验模态分解过程中经常由于信号采样率不足而产生伪固有模式函数(IMF),希尔伯特变换中也常出现无物理意义的负瞬时频率,就这两个问题进行研究后认为,HHT谱中产生负频率的主要原因是由于经验模态分解结果中的伪IMF所造成的,而伪IMF产生的原因主要是信号采样率不足引起的,并提出以HHT谱是否稳定来判断IMF的真伪。还针对信号采样率不足这一问题,提出了一种应用三次平滑样条拟合插值来加密信号采样点,进行信号重构的方法,算例表明:该重构方法可以有效消除分解过程中由于信号采样率不足而引起的包络线失真,从而可有效消除分解结果中的伪固有模式函数和HHT谱中的负频率。     

扬声器非线性特性的Hilbert-Huang变换分析

为研究扬声器的非线性特性和形成机理,提出一种基于Hilbert-Huang变换(HHT)的扬声器非线性特性分析方法.该方法通过对扬声器纸盆位移信号进行经验模态分解(EMD)得到内禀模态函数(IMF),计算出IMF函数的瞬时频率.用瞬时频率的变化表示纸盆位移信号波内频率调制的非线性现象,直接反映出与扬声器结构相关联的非线性特性.仿真和实际扬声器实验结果表明,用HHT瞬时频率表示扬声器非线性的方法与传统的傅立叶谐波方法相比,能更确切地说明产生非线性的原因,给扬声器非线性的改善与补偿提供了依据.     

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

为了解决水电机组启动过渡过程振动信号特征频率提取困难问题,采用一种较新的处理非线性非平稳信号自适应方法---变分模态分解（VMD）,并用于葛洲坝某台机组启动过渡过程振动信号分析。通过Hilbert-Huang（HHT）变换对VMD分解得到的各固有模态函数（IMF）进行瞬时频率计算,得出相应Hilbert谱图,并将结果与经验模态分解（EMD）方法进行对比。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,能够更好的揭示水电机组过渡过程信号中的振动规律。     

缝类缺陷对Lamb波的影响研究

为了对金属薄板中缝缺陷进行Lamb波无损检测，采用短时傅里叶变换（STFT）和经验模态分解（EMD）方法，对ST12冷轧板中有无缺陷时采用一发一收方式激励出的Lamb波时域信号进行研究。结果表明，时频分析方法可有效地识别Lamb波模式以及模式转换现象，并且与Lamb波信号相关系数最高的固有模态信号（IMF）的平均瞬时频率的变化量和缺陷程度（缝深和缝长）也有较好的对应关系。     

联合采用高通低通滤波与Hilbert-黄变换的非线性信号分析

经验模态分解方法无法分离2倍频内信号分量而可能导致模态混叠,这是应用著名的Hilbert-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)分析非线性信号时无法回避的问题,而消除模态混叠对于准确分析非线性信号具有重要意义。在此背景下,提出了一种联合采用高通低通滤波与Hilbert-黄变换的非线性信号分析方法,以解决这一问题。首先,提出了基于HHT瞬时频率的、用于判断是否发生模态混叠的指标;在此基础上为解决常规经验模态分析方法无法分解2倍频内信号的问题,采用傅里叶变换分析存在模态混叠的信号,并通过高通低通滤波将2倍频内的信号分离。之后,对经过滤波后的信号进行经验模态分解,并与之前未发生模态混叠的分量整合,得到原始信号完整的本征模态函数分量,进而计算得到各分量的瞬时频率和瞬时幅值。最后,用算例说明了所提方法的基本特征。     

基于Hilbert-Huang变换的涡街信号处理方法

利用Hilbert-Huang变换(HHT)的固有模态分解特性，提出了一种涡街信号频率估计的新方法.采用压电传感器进行涡街信号的检测，通过分析信号经过固有模态分解后的时频特性，获得了不同模态所代表的噪声信号成分和实际涡街信号成分.模态中的一部分表示了信号中的噪声，而剩下的部分模态真实反映了信号的频率成分.在仿真的基础上，获得了去除噪声的部分模态瞬时频率与涡街频率的关系.研究结果表明，基于HHT的涡街频率估计方法，可以精确估计涡街信号频率并提高涡街流量计的抗干扰能力.该方法计算量小，能够满足涡街流量计在实际工程应用中的要求.     

基于HHT的电能质量多扰动信号检测方法

传统的时频分析方法在处理复杂故障信号时存在一定的局限性,无法满足电力系统发生故障和复杂扰动时的电力信号实时分析的需求。提出基于Hilbert-Huang变换(HHT)的电能质量暂态多扰动信号分析方法,先利用经验模态分解得到电能信号的固有模态函数,再对固有模态函数进行HHT变换,准确刻画电能扰动信号的时间、幅值与频率。Matlab仿真分析结果表明,该方法可有效确定干扰信号的类型、持续时间以及瞬时频率和幅值,方法简便,分析精度高,具有一定的工程实用价值。     

基于EMD和FFT的齿轮箱故障诊断

提出了一种基于小波包分析（WPA）,经验模态分解（EMD）和快速傅里叶变换（FFT）的齿轮箱故障诊断方法,此方法适合于非线性非稳态信号的自适应分析.首先运用WPA对采集的齿轮箱振动信号进行分解可得到不同频率的子频带;然后对各子频带信号进行EMD,从而得到一定数量的本征模态函数（IMF）;最后选取特定的IMF,对其作FFT可得到相应的功率谱,从而提取齿轮箱故障特征频率,进而对齿轮箱故障模式进行识别和诊断.分析结果表明本文所提议的方法能有效地检测出齿轮箱故障特征频率.     

An HHT-based method to eliminate short-time strong disturbance from measured signals of bridge

According to the characteristic that Hilbert-Huang transform (HHT) can detect abnormity in signals, an HHT-based method to eliminate short-time strong disturbance was proposed. The signal with short-time strong disturbance was decomposed into a series of intrinsic mode functions (IMFs) and a residue by the empirical mode decomposition (EMD). The instantaneous amplitudes and frequencies of each IMF were calculated. And at abnormal section, instantaneous amplitudes and frequencies were fitted according to the data at normal section, replacing the fitted data for the original ones. A new set of IMFs was reconstructed by using the processed instantaneous amplitudes and frequencies. For the residue, abnormal fluctuations could be directly eliminated. And a new signal with the short-time strong disturbance eliminated was reconstructed by superposing all the new IMFs and the residue. The numerical simulation shows that there is a good correlation between the reconstructed signal and the undisturbed signal. The correlation coefficient is equal to 0.999 1. The processing results of the measured strain signal of a bridge with short-time strong disturbance verify the practicability of the method.     

基于经验模态分解的瞬变电磁信号的属性提取与分析解释

瞬变电磁法仅用时域资料进行分析与解释是不充分的,应该将信号的频率成分也综合利用起来进行分析解释。将Hilbert-Huang变换引用到瞬变电磁信号的分析中,将含噪的瞬变电磁信号通过经验模态分解成若干个固有模态函数,对每个固有模态函数进行Hilbert-Huang变换,获得瞬时幅度和瞬时频率,将每个测点的瞬时属性组合起来绘制瞬时振幅剖面图和瞬时频率剖面图,不同构造形态的地质体在两者的剖面图中均有明显的异常反映。各种模型和实例计算表明：用Hilbert-Huang时频分析方法提取瞬变电磁信号的瞬时属性意义明确而且分辨率高,明显优于传统分析解释方法。     

函数拟合连续信号的频谱分析

用插值函数拟合代替抽样函数求有限长连续信号和周期信号的频谱 ,推导出用离散信号傅里叶变换公式求拟合连续信号频谱的方法 ,该方法能用离散傅里叶变换的公式更准确地求出连续信号的频谱 .该方法可以非常方便地改进现有信号分析仪性能价格比     

基于apFFT-AMD的密集频率谐波/间谐波检测

针对电力谐波信号中含有密集频率的谐波/间谐波问题,提出全相位快速傅里叶变换（apFFT）与解析模态分解法（AMD）相结合的检测方法. 由于AMD在分解前需要确定信号中各个频率成分,应用apFFT对待分析信号进行频谱分析,得到频谱中各个频率的值;通过apFFT相位谱的平坦特性来判断信号中是否含有密集谱频率成分,获得密集频谱谐波/间谐波频率的大概位置,若含有密集频谱成分,对信号中的密集频段使用量子粒子群进行优化,寻找最佳的二分频率;通过各个频率成分之间的二分频率,利用AMD方法将电力谐波信号分解为一系列的单频信号分量,以完成含有密集频率的谐波测量. 与希尔伯特-黄变换法（HHT）相比,该方法对于含有密集频率的谐波/间谐波信号分解效果更好. 仿真和实验结果都表明了该方法的有效性和准确性.     

基于HHT的矢量传感器瞬态信号方位估计

针对瞬态信号存在时间短、变化快,传统的信号处理方法很难对其进行方位估计的问题,将希尔伯特-黄变换与矢量信号处理相结合应用到水声领域,提出了矢量希尔伯特-黄变换的方法.利用希尔伯特-黄变换获取信号的瞬态信息,结合矢量信号处理宽带方位估计提出了矢量瞬时方位估计的概念,在此基础上发展了矢量希尔伯特-黄变换水声应用的理论框架.海试表明新理论在瞬态信号处理和单矢量传感器目标方位估计方面,其性能比常规方法有了明显的提高.