蒋永华， 焦卫东， 李荣强， 唐 超， 郑佳佳， 蔡建程

(浙江师范大学 精密机械研究所，浙江 金华 321004)

在工程实际中，旋转机械的故障振动信号大部分是非平稳、非线性信号。对于非平稳信号，采用传统的Fourier变换无法满足对此类信号的分析需求[1]。EMD[2-3]是美籍华人Huang提出的一种非平稳信号自适应分解方法[4]，其本质是对信号进行平稳化处理，把复杂的信号分解成有限个本征模态分量(Intrinsic Mode Function, IMF)[5]。它是一种无需任何先验知识的自适应时频分析方法，能够很好地体现非平稳信号的局部特性，已应用于信号检测、桥梁故障监测、医学信号监测等众多工程领域[6]。但是，EMD方法仍然存在许多需要改进的地方，如端点效应、模态混叠等问题。模态混叠现象最早由Huang通过对含有间断信号的EMD分解时发现，它严重影响了EMD的应用效果，阻碍了EMD在工程中的推广应用。

针对模态混叠问题，Huang提出通过预先设定尺度(极值点间距离)上限实现间断判别来抑制模态混叠的思想，但是并没给出详细的处理方法，而且需要预先了解信号的基本特点，难以实现；马文朋等[7]针对EMD在工程应用中存在的端点效应和模式混叠问题，提出了一种改进的EMD方法;Rilling等[8]提出局部EMD方法，在一定程度上改善了模态混叠，但在窗函数的宽度选择上会带入主观因素；郑源等[9]提出了一种改进的EMD-ICA方法，以IMF的能量波动系数为指标设定阈值，判断是否发生模态混叠，排除虚假IMF；禹丹江等[10]通过设置间断频率来避免模态混叠，使每一个IMF表示结构的某一阶固有模态，但是间断频率作为筛分过程的一个附件条件会对分解结果造成未知的偏差；……