基于能量掩膜信號法的連采機(jī)振動信號特征提取研究.pdf

1、在實(shí)際工程應(yīng)用中，獲得的信號一般為非平穩(wěn)信號，對于非平穩(wěn)信號的分析與處理十分重要。在處理這些數(shù)據(jù)序列時，以往經(jīng)常用到的傳統(tǒng)時頻分析方法的根本都是傅里葉變換，因此在處理非平穩(wěn)信號時會存在一定的局限性。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD）是美國國家宇航局的華裔科學(xué)家Norden E.Huang等人于1998年在分析非平穩(wěn)、非線性信號時提出的一種新型的、具有自適應(yīng)性的時頻分析方法，在傳統(tǒng)的信號處理方法上取得了很大的改進(jìn)，是一種現(xiàn)代化的信號處理方法，并且它不

2、需要任何先驗(yàn)知識，僅根據(jù)信號自身的特點(diǎn)自適應(yīng)的將任一復(fù)雜非平穩(wěn)信號分解為若干個內(nèi)稟模態(tài)分量(IMF)和一個余量之和，所有的內(nèi)稟模態(tài)分量經(jīng)傅里葉變換之后都能夠得到原信號的具有物理意義的瞬時頻率。EMD方法相較于傳統(tǒng)信號處理方法具有更多的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到圖形處理、信號處理、振動測試和機(jī)械故障診斷等多個領(lǐng)域，都取得了良好的效果。
　　本文在深入學(xué)習(xí)、研究EMD算法的基礎(chǔ)上，對其存在的模態(tài)混疊現(xiàn)象進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于能量的掩膜信號

3、法。根據(jù)能量守恒定律，當(dāng)內(nèi)稟模態(tài)分量中不存在虛假模態(tài)分量時，分解過程能量守恒，所有分量的能量之和等于原信號的能量，但是當(dāng)有虛假模態(tài)分量存在時，能量是不守恒的，原信號的能量低于各分量的能量之和，任意兩個分量之和的能量也是小于其能量之和的，以此確定了能量泄露的主要去向，降低了能量泄露對計(jì)算掩膜信號頻率的影響，彌補(bǔ)了掩膜信號法的不足并將改進(jìn)后的EMD算法應(yīng)用在實(shí)際工程中的非平穩(wěn)信號處理上。連續(xù)采煤機(jī)是大型的地下采掘設(shè)備，主要振動信號頻率為低頻