一种基于本征波匹配的EMD边界处理方法

2012-02-12钟佑明周建庭

振动与冲击 2012年1期

钟佑明，赵强，周建庭

（1.重庆交通大学信息科学与工程学院，重庆 400074；2.重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）

希尔伯特－黄变换（Hilbert－Huang Transform，简称HHT）是上世纪末由Huang等人［1－2］为更精准地分析非线性非平稳信号而提出的一种信号分析方法。这一方法已被许多学者应用于各种工程和生活领域，取得了较为理想的效果。HHT包含若干关键技术，EMD（Empirical Mode Decomposition，即经验模态分解）边界处理就是其中之一。目前已经有不少EMD边界处理的方法，如特征波法［1］、波形匹配预测法［3－4］、神经网络分析方法［5］、镜像闭合延拓法［6］、多项式拟合法［7］、包络极值延拓法［8］、相似极值延拓法等［9］，虽然这些方法都有一定效果，但同时又有明显的理论缺陷，如特征波法、镜像闭合延拓法、包络极值延拓法等都仅利用了与边界相邻的少数一些内部波来预测信号边界的包络或均值，使得它们的应用效果不太理想。本文第一作者在文献［10］中曾提出了一种改进的波形匹配预测法——本征波匹配预测法。但由于当时对该方法的有效性还有些怀疑，尤其是还不知道如何合理构造仿真信号来验证该方法，因此文献［10］只是提出了初步算法而没有进行深入的算例验证。本文最终弥补了这一重要不足，使文献［10］的研究得到较大程度地深化和完善。