空间负荷预测中确定元胞负荷最大值的经验模态分解方法

针对直接使用元胞负荷实测数据中的年最大值进行城市电网空间负荷预测时,测量、通信等误差的出现导致预测精度降低的问题,提出了一种运用经验模态分解技术确定元胞负荷最大值的数据预处理方法.该方法通过分析元胞历史负荷数据,结合经验模态分解技术将各元胞负荷序列进行分解,根据分解得到的一系列本征模态函数建立滤取机制,据此将表征元胞负荷基本信息的规律性与趋势性的部分本征模态函数重构作为主体分量,刻画元胞负荷随机波动性的部分本征模态函数重构作为高频分量,进而剔除高频分量来抑制随机波动性带来的不利影响,以主体分量中的最大值为元胞负荷的合理最大值,以此完成馈线负荷合理最大值的确定.实例分析表明,该方法是有效的.     

EMD和小波变换在结构模态参数辨识中的应用

针对希尔伯特-黄变换方法在振动信号处理中不能有效地进行模态解耦的缺点,提出一种将经验模式分解和小波变换相结合的结构模态参数辨识方法．首先利用经验模式分解方法对结构响应信号进行分解,获得多个本征模函数以完成结构模态的筛选过程,并根据模态筛选得到的本征模函数进行信号重构;然后对重构信号进行Morlet小波变换和模态解耦,获得信号小波变换系数的瞬时幅值和瞬时相位拟合曲线,并在此基础上计算出结构的各阶模态频率、阻尼和振型．结果表明,利用小波变换对本征模函数的叠加信号进行参数辨识代替对单个本征模函数进行希尔伯特变换,更能有效地进行模态解耦,从而获得更为准确的结构模态参数信息．     

多波束测深异常数据探测方法

针对复杂海底地形情况下异常数据探测困难,基于二维经验模态分解方法提出了多波束测深异常数据探测方法。通过改进原有二维经验模态分解方法,采用邻近窗口法提取局部极值点并利用径向基函数插值方法拟合上下包络面。对二维经验模态分解得到的本征模态函数IMF进行小波分析,尝试剥离噪声与有用信号;重构有用信号并结合经验模态分解得到的残余分量构建海底地形趋势面探测测深数据异常值。通过与人工手动编辑方法、趋势面滤波方法和单一经验模态方法进行比对分析,表明该方法能够合理、有效地探测出异常值。     

斯特林发动机振动信号分析及谱估计

为了检测斯特林发动机运行状态,针对斯特林发动机在运行过程中振动信号产生机理,采用了经验模态分解与自回归模型相结合的方法对振动信号进行分析,设计了振动检测系统.通过选取故障信息的本征模函数进行功率谱估计,提取滚动轴承故障特征.测试结果表明:经验模态分解可自适应地分解非平稳信号,生成的本征模函数可提取信号内在的本质特征.对自回归模型进行功率谱估计,提取振动状态异常信号.经实验验证,故障情况与真实异常状况吻合,可有效检测斯特林发动机运行过程中的故障特征.     

分离EMD中混叠模态的新方法

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)过程中可能出现的模态混叠问题,提出一种新的处理方法.该方法利用了差分运算、累计求和,同时结合EMD来实现混叠模态的分离.该文对数值仿真信号和LOD(1ength-of-day)数据进行了仿真分析,比较了原始EMD和所提算法的分析结果.仿真结果表明,该算法可有效分离混叠模态,得到尺度成分清晰的本征模态函数.     

基于集合经验模式分解的ARIMA行业售电量预测模型

售电量的准确预测是电力市场课题研究的重要内容之一,目前已有许多模型用于售电量预测。在此背景下,考虑售电量时间序列的非线性、波动性和周期性,提出基于集合经验模式分解和自回归积分滑动算法的预测模型。该模型首先对售电量时间序列进行集合经验模态分解,通过添加白噪声得到不同时间尺度分布的售电量时间序列,分解后得到一系列相对平稳的本征模态函数和趋势项,然后利用自回归积分滑动算法对各平稳化本征模态函数和趋势项分别进行预测,得到各分量的预测结果,最后将分量预测结果叠加得到最终的售电量预测值。基于历史统计售电量数据的预测结果分析表明,基于集合经验模式分解的 ARIMA模型具有良好的预测精度。     

分段经验模态分解的直流漂移消除方法

在低频模拟信号采集及处理电路中,常常存在着噪声与直流漂移的问题影响信号的测量。为了从原始信号中准确去除直流漂移分量及存在的噪声从而获得有用信号,提出了一种基于分段经验模态分解直流漂移消除的方法,并通过合适且有效的去噪方法处理使得采样信号更加真实准确。首先,对信号进行经验模态分解,求取本征模态函数分量的局部极值点进行区间分段,之后分别对每一段信号再次进行经验模态分解,选取每一段信号的低频分量重构出该段信号的直流漂移分量。最后,利用自相关函数筛选出噪声占主要成分的本征模态函数分量进行能量分析,将所有分段整合,得到去除直流漂移且降噪之后的信号。本研究通过仿真对此方法进行了说明,比较了该方法与多项式拟合、小波分析、高通滤波等方法的效果。并对微创外科手术机器人力传感器的应变信号进行了处理。实验结果表明：按照已有数据计算可将信噪比提升到6.39 dB以上,均方根误差有明显减少;该方法能够有效消除应变信号中的直流漂移,并且也能达到降噪的目的。     

基于曲波变换与EMD的地震数据随机噪声衰减

由于曲波变换对信号具有较好的稀性,使得曲波阈值去噪法在数字信号噪声处理领域得到了广泛的应用,但该方法对弱信号曲波系数存在过分的扼杀现象,从而去除了部分弱有效波信号。为了在彻底地去除地震数据中的随机噪声的同时,更完整地保留地震数据特征,在曲波阈值去噪过程中引入二维经验模态分解(BEMD)法。首先将地震信号从高频到低频分解为若干个本征模态函数分量,然后利用前几阶含噪声的高频分量重构二维含噪记录,并使用曲波阈值法降噪处理后再与剩余不含噪声的低频分量重构出去噪的信号。不论是对理论模型还是野外数据,联合法的处理结果均优于单一曲波法处理结果。理论与实际数据实验结果表明,联合法在几乎去除地震数据中的随机噪声的同时尽可能地保留了弱信号,提高了地震信号的信噪比。     

经验模态分解中端点效应的抑制

Hilbert-Huang变换是通过对信号的经验模态分解,使非平稳信号平稳化,从而使信号Hilbert变换后得到的瞬时频率具有物理意义。在应用经验模态分解方法时,通过3次样条插值算法给出的上、下包络在数据信号的两端不可避免地会出现发散现象。会严重影响经验模态分解的质量,使分解出的本征模态函数没有实际的物理意义。镜像闭合端点延拓通过镜像法把镜内信号映射成一个周期性的环行信号,不存在端点,从根本上避免了经验模态分解和Hilbert变换的端点效应。从理论上说,镜像闭合端点延拓是解决经验模态分解端点的一个好方法。     

基于自适应滤波的滚动轴承故障诊断研究

针对固有频率未知的滚动轴承故障诊断问题，提出了一种基于经验模态分解的自适应滤波方法。讨论了经验模态分解方法及其在获取固有模态函数过程中的自适应滤波特性。通过对滚动轴承故障振动信号进行经验模态分解得到固有模态函数，运用希尔伯特变换解调固有模态函数得到包络幅频图，获取滚动轴承故障特征频率，进而确定滚动轴承的故障位置。应用该方法对仿真和实际数据进行了分析，并与冲击脉冲法作了比较。结果表明，基于经验模态分解自适应滤波的滚动轴承振动信号解调方法能够更有效地突出故障特征频率成分，避免误诊断。     

改进的二维经验模式分解方法

为了解决图像处理中应用到的传统二维经验模式分解算法存在边界效应和过度分解的问题,提出了一种改进的二维经验模式分解算法.该算法首先对原始图像的边界进行延拓处理,在图像信号的边界处增加一部分数据;然后对处理后的图像使用传统的二维经验模式分解方法进行图像筛分,筛分截止后对每个筛分过度的内在模式函数增加一个对应的补偿量.应用改进的二维经验模式分解算法对图像进行了处理,计算了处理后得到的重构图与原图的标准差.实验结果表明,改进的二维经验模式分解算法消除了边界效应,也解决了图像分解过度的问题.重构图与原图像的标准差很小,证明了重构图与原图的图像灰度波动很小即图像吻合得很好,并且由于处理边界问题时附加的图像信息并不多乃至计算量小,使处理简单易行,论证了改进的二维经验模式分解算法在图像处理中的可行性.     

高密度水域地震映像在海上造船厂勘察中的应用

介绍了水域高密度地震映像勘查方法,论述了该方法中震源技术、GPS定位及测量技术、数据采集技术和资料处理技术不同于常规浅层地震反射波法的特点。通过对造船厂的海上地震勘察,并结合地质钻孔资料对地震映像时间剖面进行了综合处理、分析和解释,作出了地震波探测解释剖面图、覆盖层厚度分布等值线图和基岩埋深等值线图,查明了该区水下地形的起伏和变化情况,覆盖层的分层、深度和分布情况以及基岩面的埋深、起伏与构造情况,为整个工程的设计和施工提供了科学依据。结果表明,地震映像资料解释结果与海上钻孔资料基本一致,地震映像法是一种用于海上探测行之有效的方法,在近海工程物探领域具有广阔的应用前景。     

基于EMD的电机瞬时转速和转矩测量

提出了一种基于经验模态分解的电机转速和转矩测量新方法.把测量得到的时间序列信号,用经验模态分解法分解成若干的固有模态函数和一个残量之和,这个残量代表信号的波动趋势.介绍了经验模态分解的基本原理和算法,并用该方法对电机瞬时转速、转矩测量信号进行分析与处理.研究结果表明,该方法能有效地从噪声环境中提取电机的瞬时转速和转矩的真实变化曲线.     

具有间断事件检测和分离的经验模态分解方法

针对在经验模态分解（EMD）筛选过程中间断信号引起的模态混叠问题，提出了一种新的解决方法．该方法为根据间断过程信号与正常背景信号时间尺度的不同，利用固有模态函数（IMF）的瞬时频率特性实现间断信号的精确定位，依据定位的间断信号段经端点延拓重新做EMD分离出间断信号，从而在后续的EMD中消除该间断信号的影响．将该方法与小波法消除间断信号的结果进行了比较，显示其滤除结果的信号失真较小，并可将间断信号分解为一固有模态函数．     

底辟模糊区地震资料处理关键技术

底劈构造在地震剖面上主要表现为模糊区,会给解释工作造成一定的困难,需要在资料处理中进行针对性的技术攻关.本文在详细分析底辟模糊区地震资料特点的基础上,针对崎岖海底强绕射多次波干扰,浅部气层吸收造成高频成分缺失,复杂断裂结构造成成像差等问题,提出了一项行之有效的数据处理对策.经实例证明,通过采用高保真LIFT技术衰减噪音,3DSRME、高精度Radon变换、以及LIFT等技术压制多次波,多域相干加强、优势信号增强等提高信噪比,高精度地震速度建模以及各向异性叠前深度偏移等关键处理技术,很好地压制了复杂的强绕射多次波,极大地提高了底辟模糊区地震资料的信噪比,地震剖面的成像质量得到显著提高,为后续对底劈带内的进一步研究提供了更加可靠的地震资料.     

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。     

各项异性叠前时间偏移在深地震反射剖面中的应用

实际地下介质广泛存在各向异性,应用常规的各向同性的偏移方法来进行各向异性介质的偏移处理会产生误差,不利于提高成像效果和精度,最终影响地质解释.针对HB地区深反射地震资料的特点,采取了高精度静校正、叠前保幅去噪和子波一致性处理等一系列有针对性的处理技术,提高了资料的信噪比及成像质量,在此基础上开展各项异性叠前时间偏移技术的应用研究,取得了良好的应用效果,为后续的地震解释、地质研究提供比较真实可靠的证据.     

具有独立分量的经验模态分解算法研究

在经验模态分解算法中用极值包络平均近似局部平均,不能保证分解分量之间的正交性,固有模态分量存在冗余.这种情况对信号成份分析尤为不利,冗余部分的物理意义无法解释,或可能作出错误的解释.将独立分量分析方法引入经验模态分解算法中,利用其良好的分解独立特性,使模态分量不仅正交而且相互独立,消除了冗余.仿真试验表明,改进算法的模态分量彼此独立,特别对于混有突变信号的周期信号,在得到周期分量的同时,也得到突变分量,说明了改进算法比原算法优越,且具有较好的工程应用前景.     

基于EMD和包络谱分析的轴承故障诊断研究

提出了一种基于经验模态分解(EMD)和包络谱分析的轴承故障诊断的新方法．EMD是把时间序列信号，分解成不同特征时间尺度的固有模态函数(IMF)，具有自适应的分析能力，然后通过选取表征轴承故障的IMF分量进行包络谱分析，就可提取轴承故障信号的特征．轴承故障实验信号的研究结果表明：该方法能有效地识别轴承故障．