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基于改进集合经验模态分解和强化视觉Transformer模型的风电机组故障预警
1
作者 许伯强 王彪 +1 位作者 孙丽玲 尹彦博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第20期6537-6551,共15页
现有基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的风电机组故障预警方法往往只针对风电机组的某一位置或者某一类型故障,无法对风电机组整体进行较为全面的预警。针对这一问题,该文提出了基于改进集合经验模态分解(EEMD)和强化的视觉转换器... 现有基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的风电机组故障预警方法往往只针对风电机组的某一位置或者某一类型故障,无法对风电机组整体进行较为全面的预警。针对这一问题,该文提出了基于改进集合经验模态分解(EEMD)和强化的视觉转换器(ViT)模型的风电机组故障预警方法。首先,对EEMD算法进行改进,分解得到的数据包含不同时间尺度的特征信息,且使得分解过程中不发生信息泄露。采用改进的EEMD算法解构风电机组SCADA多维数据之后,构建反映风电机组实时状态的特征矩阵。然后,结合非对称卷积模块对ViT模型进行强化,并加入可变形注意力模块,在降低计算复杂度的同时使得模型可以充分捕捉不同维度与时间尺度的风电机组特征。最后,将特征矩阵输入强化的ViT模型以获得预测结果,与实际值对比得到残差矩阵,依此进行风电机组故障的预警。经风电机组实际运行SCADA数据验证,该文提出的风电机组故障预警方法准确有效,并可通过残差矩阵进一步辨识风电机组发生的故障类型。 展开更多
关键词 风电机组 数据采集与监视控制系统(SCADA)数据 故障预警 改进集合经验模态分解(EEMD) 强化ViT模型
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基于改进经验模态分解与BiLSTM神经网络的低矮房屋脉动风压时程预测 被引量：1
2
作者 邱冶 袁有明 伞冰冰 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期82-93,共12页
为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题,提出基于改进经验模态分解算法(IEMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的结构表面风压时程预测方法.首先,采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法,将风压时程自适应地分解为多个固有模态... 为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题,提出基于改进经验模态分解算法(IEMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的结构表面风压时程预测方法.首先,采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法,将风压时程自适应地分解为多个固有模态函数,并通过样本熵对其进行重构获得子序列;其次,针对各子序列完成双向长短期记忆网络的构建、训练及预测,并利用贝叶斯优化(BO)算法对神经网络超参数进行优化;最后,基于低矮房屋风洞测压试验数据进行了风荷载预测,验证了学习模型的有效性.研究表明,与传统预测模型(多层感知器、BiLSTM)相比,基于改进经验模态分解与BiLSTM神经网络的预测模型具有较高的预测精度和计算效率,适用于高斯与非高斯风压信号预测. 展开更多
关键词 低矮房屋 风荷载 深度学习 双向LSTM 改进经验模态分解 贝叶斯优化 时程预测
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基于互补集合经验模态分解的相位敏感光时域反射计系统降噪方法 被引量：1
3
作者 岳新博 高旭 +2 位作者 高阳 王海涛 鲁秀娥 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期134-148,共15页
为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)... 为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)算法筛选后,通过改进的小波阈值算法进行去噪,并设计采用多元宇宙优化(MVO)算法对参数进行优化。实际搭建了外差式Φ-OTDR系统,经仿真和实际测试验证文中算法有效性。最后,将设计算法与以往的经验模态分解-皮尔逊相关系数(EMD-PCC)、自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)及变分模态分解-改进小波阈值(VMD-NWT)去噪方法进行了对比。结果表明,在10.14 km的传感光纤位置上,该方法对于低频10 Hz、中频200 Hz以及高频1 200 Hz的振动事件,其位置信息信噪比分别可达8.88、30.26、11.90 dB,对不同频率段的振动信号均具备有效的去噪能力,且系统定位精度更高。该方法在提高系统信噪比的同时,成功地对振动信号进行了解调,且解调效果比其他三种算法效果更好,为Φ-OTDR系统降噪研究提供了新思路。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射仪 互补集合经验模态分解算法 多尺度排列熵 改进的小波阈值算法 多元宇宙优化算法
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数控车床主轴热误差完全自适应经验模态分解与小波阈值变换分离方法
4
作者 陈庚 丁强强 +2 位作者 苏哲 郭世杰 唐术锋 《航空制造技术》 北大核心 2025年第6期104-114,共11页
数控车床主轴热误差是影响车床加工精度的主要因素之一。为提高热误差测量准确度,降低测量技术要求,提出一种基于完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)和经验小波变换(EWT)的车床热误差信息分离方法。首先,使用ICEEMDAN算法对原始... 数控车床主轴热误差是影响车床加工精度的主要因素之一。为提高热误差测量准确度,降低测量技术要求,提出一种基于完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)和经验小波变换(EWT)的车床热误差信息分离方法。首先,使用ICEEMDAN算法对原始信号进行分解,将获得的低频模态分量重构后作为EWT算法的输入进行分解,使用离散系数评估EWT算法每次迭代的分解效果。其次,通过对一组仿真信号进行分解,验证该方法的准确性,与ICEEMDAN算法相比,ICEEMDAN-EWT算法的均方根误差(RMSE)降低了5.2%。最后,在CKA6 163A型车床上进行试验,使用五点法辨识热误差,将ICEEMDAN-EWT分离算法与傅里叶变换(FFT)算法进行对比。结果表明,与FFT算法相比,使用ICEEMDAN-EWT算法分离出的5项热变形信号与机床温度的Pearson相关性提高了3.8%,Spearman相关性提高了6.6%,准确度更高。 展开更多
关键词 数控车床 主轴 热误差 完全自适应噪声集合经验模态分解-经验小波变换(ICEEMDAN-EWT) 误差分离
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基于自适应噪声完全集合经验模态分解与BiLSTM-Transformer的锂离子电池剩余使用寿命预测 被引量：7
5
作者 刘斌 吉春霖 +2 位作者 曹丽君 武欣雅 段云凤 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期167-177,共11页
锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)是使用者十分关心的问题,其涉及电池的更换时间和安全。针对锂离子电池的电容量非线性变化趋势,提出了一种基于自适应噪声完全集合经验模态分解与双向长短期记忆网络-Transformer的... 锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)是使用者十分关心的问题,其涉及电池的更换时间和安全。针对锂离子电池的电容量非线性变化趋势,提出了一种基于自适应噪声完全集合经验模态分解与双向长短期记忆网络-Transformer的锂离子电池剩余使用寿命预测方法。首先,利用自适应噪声完全集合经验模态分解方法对锂离子电池电容量数据进行分解。其次,使用串联的双向长短期记忆神经网络和Transformer网络对分解后得到的残差序列和本征模态分量序列进行建模预测。最后,将预测的若干本征模态分量序列和残差序列进行求和,并对求和之后的最终预测数据与原始数据进行RUL预测。采用NASA公开的电池数据集对所提方法进行验证,结果表明,所提方法的平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和绝对误差控制分别控制在0.0173、0.0231、1.2084%和3个循环周期以内,能够有效地提高锂离子电池RUL的预测精度。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命预测 Transformer网络 双向长短期记忆网络 完全集合经验模态分解
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基于互补集合经验模态分解加权能量熵的多端柔性直流电网纵联保护方法
6
作者 国联宁 李昊旻 +2 位作者 张强 潘世佳 耿英三 《高电压技术》 北大核心 2025年第10期5014-5027,I0004,共15页
直流故障的快速可靠识别是保障多端柔性直流电网安全稳定运行的关键。针对现有保护方法在高过渡电阻、雷击干扰以及长距离线路条件下速动性和可靠性不足等问题,提出了一种基于互补集合经验模态分解加权能量熵的纵联保护方法,通过提取故... 直流故障的快速可靠识别是保障多端柔性直流电网安全稳定运行的关键。针对现有保护方法在高过渡电阻、雷击干扰以及长距离线路条件下速动性和可靠性不足等问题,提出了一种基于互补集合经验模态分解加权能量熵的纵联保护方法,通过提取故障暂态电流高频特征构建加权能量熵作为启动判据,融合方向电流能量构建比值型差动区域判据,实现故障快速识别与区段判定。针对双极柔性直流电网故障特性与架空线路易受雷击影响的特点,引入选极判据与雷击干扰识别判据。首先对多端柔性直流电网线路区内、区外故障的故障电流行波进行了时频分析;随后,在此基础上研究了故障前后电流频域能量的变化特征,构建了基于互补集合经验模态分解加权能量熵的纵联保护方法;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网模型进行了验证。研究结果表明,该方法可在故障后1.5 ms内迅速识别故障。在300?过渡电阻和20?dB噪声滤波条件下,启动判据变化与区内外判据幅值差异分别超过65.8%和73.33%,可有效区分50 kA雷击干扰。在500μs数据不同步条件下能实现高可靠保护,为长距离多端柔性直流输电的快速高可靠保护提供了理论基础。 展开更多
关键词 多端柔性直流电网 故障识别 互补集合经验模态分解 能量熵 纵联保护 区域特征量
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基于互补集合经验模态分解和支持向量回归机的城市轨道交通线路轨距劣化预测 被引量：1
7
作者 贾清天 林海剑 金忠 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第1期50-55,共6页
[目的]为了加强城市轨道交通区间线路质量的状态管理,需要对轨距在空间上的整体劣化趋势进行预测。[方法]引入CEEMD(互补集合经验模态)理论,提取轨道区间几何形位的IMF(本征模态函数),利用PSO(改进粒子群)算法优化SVR(支持向量回归机),... [目的]为了加强城市轨道交通区间线路质量的状态管理,需要对轨距在空间上的整体劣化趋势进行预测。[方法]引入CEEMD(互补集合经验模态)理论,提取轨道区间几何形位的IMF(本征模态函数),利用PSO(改进粒子群)算法优化SVR(支持向量回归机),对提取数据进行训练,标定预测模型最优参数后进行测试集验证,构建CEEMD-PSO-SVR预测模型。通过上海轨道交通16号线上行轨道区间K12+134—K15+743内的1128组轨检样本数据对预测模型进行了试验。[结果及结论]CEEMD-PSO-SVR预测模型同PSO-SVR模型、ARIMA(自回归移动平均模型)相比,在均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差绝对值等3项性能评价指标上具有优势。 展开更多
关键词 城市轨道交通线路 轨距劣化 互补集合经验模态分解 支持向量回归机
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集合经验模态分解-排列熵的锂电池储能方法
8
作者 刘伟峰 刘艳伟 +1 位作者 李峰 柳天杰 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期27-30,35,共5页
电动汽车行驶阶段受高频需求功率分量作用导致的锂电池寿命下降,为此构建了一种通过集合经验模态分解(EEMD)与排列熵(PE)进行能量管理的方案。利用EEMD把功率信号分解成IMF分量,经过重构处理获得的锂电池功率与超级电容功率。研究结果表... 电动汽车行驶阶段受高频需求功率分量作用导致的锂电池寿命下降,为此构建了一种通过集合经验模态分解(EEMD)与排列熵(PE)进行能量管理的方案。利用EEMD把功率信号分解成IMF分量,经过重构处理获得的锂电池功率与超级电容功率。研究结果表明:电池储能方法减小锂电池的峰值电流,达到稳定电池功率输出以及降低功率波动程度的效果。相对传统电池控制模式,采用EEMD-PE设置的混合储能能量方案可以使低、中、高速状态下的电流均方根值依次降低12.41、18.59、19.42%,同时电流峰值降低55.84、52.31与42.06%。相对电池的储能系统控制性能,这里的方法可以使锂电池降低19.40%的均方根电流,同时电流峰值也降低达到55.91%。该研究有效发挥超级电容大倍率充放电的优势,为系统的高频功率运行提供支持。 展开更多
关键词 电动汽车 混合储能 集合经验模态分解 排列熵
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一种基于改进经验模态分解与A-LSTM混合神经网络的股价预测方法
9
作者 苏兆辉 尚领 +1 位作者 刘志中 皇浩 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期613-623,共11页
由于股价序列存在非线性、多噪声的特点,股票价格预测一直是一项具有挑战性的任务,许多研究采用分解算法来提高预测精度,但仅仅关注了克服股价非线性的问题,没有考虑其他价格因素.为了解决上述问题,提出一种基于改进经验模态分解与A-LST... 由于股价序列存在非线性、多噪声的特点,股票价格预测一直是一项具有挑战性的任务,许多研究采用分解算法来提高预测精度,但仅仅关注了克服股价非线性的问题,没有考虑其他价格因素.为了解决上述问题,提出一种基于改进经验模态分解与A-LSTM(Long Short-Term Memory)混合神经网络的股价预测方法,在引入多个数据指标的基础上,结合互补集合经验模态分解算法与注意力增强的LSTM来预测股价.首先,利用互补集合经验模态分解方法来分解股票原始收盘价,得到多个本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMFs)和一个趋势项,可以在降低股价非线性的同时,提取IMF的多尺度特征;其次,将得到的IMF、趋势项及最高价、最低价和收盘价一同输入注意力增强的LSTM,学习多个股票影响因子并挖掘其特征信息;最后,利用注意力增强的LSTM来学习特征中的长期依赖关系和动态调整输入特征的权重,突出关键信息,输出预测结果 .在两个股市的四只股票数据集上的实验结果显示,该方法的效果优于基准模型,具有良好的准确性与稳定性,可以为金融市场分析和投资决策提供一定的支持. 展开更多
关键词 互补集合经验模态分解 多特征提取 LSTM 注意力机制 股价预测
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基于集合经验模态分解和Q学习策略的短期负荷预测模型
10
作者 段秦尉 何祥针 +2 位作者 潮铸 谢祥中 兰萱丽 《现代电力》 北大核心 2025年第2期360-368,共9页
短期负荷预测对电力系统的安全稳定运行有着重要意义,为此,提出一种基于集合经验模态分解和Q学习策略优化的短期负荷预测模型。首先,采用集合经验模态分解对原始负荷序列进行分解,以降低预测难度。其次,在此基础上分别采用卷积神经网络... 短期负荷预测对电力系统的安全稳定运行有着重要意义,为此,提出一种基于集合经验模态分解和Q学习策略优化的短期负荷预测模型。首先,采用集合经验模态分解对原始负荷序列进行分解,以降低预测难度。其次,在此基础上分别采用卷积神经网络、残差神经网络、长短时记忆神经网络和门控循环单元网络4个深度学习模型进行预测得到4个预测结果,再对其加权组合获得最终的负荷预测值。第三,利用Q学习策略对组合权重进行优化,进而最大化组合模型的预测性能。最后,通过某地区真实采集的负荷数据进行实验,结果表明文中所提出的组合预测模型优于其他预测模型,并验证了所提模型的有效性。 展开更多
关键词 短期负荷预测 集合经验模态分解 深度学习模型 Q学习策略
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基于改进经验模态分解与峰峰值的光伏系统孤岛检测方法研究
11
作者 郭亮 王晓卫 +1 位作者 田影 高瑞彬 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第9期148-154,共7页
针对现有孤岛检测方法在高阻接地故障、大容量负荷切换及雷击等复杂工况下可靠性不足的问题,提出了一种融合改进经验模态分解与峰峰值分析的光伏系统孤岛检测新方法。研究了孤岛等运行状态在并网点处的功率差异,利用三相电压幅值变化率... 针对现有孤岛检测方法在高阻接地故障、大容量负荷切换及雷击等复杂工况下可靠性不足的问题,提出了一种融合改进经验模态分解与峰峰值分析的光伏系统孤岛检测新方法。研究了孤岛等运行状态在并网点处的功率差异,利用三相电压幅值变化率来实现无功功率的主动注入,获取相应的视在功率波形;采用改进经验模态分解算法对归一化视在功率波形进行自适应时频分析,提取最高频分量作为特征检测量,基于其峰峰值构建孤岛运行状态判据;通过搭建光伏并网系统仿真模型,在多种典型工况下验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 孤岛检测 高阻短路接地故障 改进经验模态分解 特征检测分量 峰峰值
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融合自适应滑动集合经验模态分解的机器学习月径流预测方法 被引量：4
12
作者 胡永旭 乔长录 +1 位作者 刘延雪 李旭 《水电能源科学》 北大核心 2024年第10期6-10,共5页
为提高月径流预测精度,解决传统分解集成径流预测方法提前引入“未来信息”在实际工程中无法实现的问题,提出了一种基于自适应滑动集合经验模态分解(ASEEMD)、秃鹰搜索(BES)算法和极限学习机(ELM)耦合的月径流预测模型(ASEEMD-BES-ELM)... 为提高月径流预测精度,解决传统分解集成径流预测方法提前引入“未来信息”在实际工程中无法实现的问题,提出了一种基于自适应滑动集合经验模态分解(ASEEMD)、秃鹰搜索(BES)算法和极限学习机(ELM)耦合的月径流预测模型(ASEEMD-BES-ELM)。并以玛纳斯河1957~2014年的月径流序列为例,首先,利用ASEEMD对原始月径流序列自适应分解,得到若干子序列;其次,将各子序列分别输入到结合BES算法和网格搜索优化后的ELM模型中预测;最后,累加各子序列预测结果,得到最终月径流预测值。与ELM^(*)、BES-LEM^(*)、BES-ELM、EEMD-BES-ELM(传统“捆绑分解”)模型对比结果表明,ASEEMD-BES-ELM模型的纳什效率系数为0.971、平均绝对误差为5.173m^(3)/s、均方根误差为8.282m^(3)/s、平均绝对百分比误差为16.033%,在符合实际应用中预测精度最高。结果可为干旱区月径流预测研究提供参考。 展开更多
关键词 月径流预测 自适应分解 集合经验模态分解 秃鹰搜索算法 极限学习机 玛纳斯河
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基于完全自适应噪声集合经验模态分解和互相关分析的核电厂信号降噪研究 被引量：4
13
作者 刘琳琳 王振宇 +1 位作者 李露 陈嘉翊 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期80-90,共11页
针对在强噪声背景中提取核电厂信号有效成分的问题,本文提出一种将完全自适应噪声集合经验模态分解与互相关分析法相结合的降噪方法并进行验证。该方法的主要步骤如下。首先,通过完全自适应噪声集合经验模态分解法对电站信号进行有效分... 针对在强噪声背景中提取核电厂信号有效成分的问题,本文提出一种将完全自适应噪声集合经验模态分解与互相关分析法相结合的降噪方法并进行验证。该方法的主要步骤如下。首先,通过完全自适应噪声集合经验模态分解法对电站信号进行有效分解,得到全部的本征模态分量。然后,根据互相关系数将上述分量进行筛选,得到有用信号主导的分量,将其叠加、重构成降噪后信号。最后,使用降噪指标对降噪效果进行评价。结果表明:与基于经验模态分解、集合经验模态分解的降噪方法相比,本文所提方法得到的降噪后信号信噪比更高、均方根误差更小、相关系数更大、平滑度更好,具有更优的降噪效果。 展开更多
关键词 信号降噪 经验模态分解 集合经验模态分解 完全自适应噪声集合经验模态分解 互相关分析
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改进的自适应噪声总体集合经验模态分解在光谱信号去噪中的应用 被引量：19
14
作者 李晓莉 李成伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1754-1762,共9页
针对近红外无创血糖检测过程中噪声对血糖浓度模型精度和稳定性的影响,提出用自适应噪声总体集合经验模态分解方法实现近红外光谱信号的去噪;同时,根据原始信号曲率和分解后本征模态函数(IMFs)曲率间的离散弗雷歇距离选择相关模态。首先... 针对近红外无创血糖检测过程中噪声对血糖浓度模型精度和稳定性的影响,提出用自适应噪声总体集合经验模态分解方法实现近红外光谱信号的去噪;同时,根据原始信号曲率和分解后本征模态函数(IMFs)曲率间的离散弗雷歇距离选择相关模态。首先,将自适应噪声的总体集合经验模态分解方法引入近红外光谱去噪过程,介绍了经验模态分解、集合经验模态分解、互补集合经验模态分解及自适应噪声总体集合经验模态分解的基本原理及具体实现过程。然后,应用基于曲率和离散弗雷歇距离的自适应噪声总体集合经验模态分解改进算法对仿真信号和光谱信号进行去噪,并将其标准差和信噪比作为评价指标。实验结果表明:应用提出的方法得到的血糖浓度近红外光谱数据其标准差为0.179 4,信噪比为19.117 5dB,实现了信号与噪声的分离,改善了重构信号质量,具有良好的自适应性,可以有效识别并提取有用信息。 展开更多
关键词 无创血糖检测 近红外光谱 信号去噪 自适应噪声总体集合经验模态分解 曲率 离散弗雷歇距离
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采用集合经验模态分解和改进阈值函数的心电自适应去噪方法 被引量：24
15
作者 尹丽 陈富民 +1 位作者 张琦 陈鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期101-107,共7页
针对心电信号中存在基线漂移、工频和肌电干扰等噪声对后续的分析和诊断带来干扰的问题,提出了集合经验模态分解(EEMD)改进阈值函数的心电自适应去噪方法。运用EEMD将含噪心电信号分解得到一组由高频到低频分布的固有模态函数(IMF)。采... 针对心电信号中存在基线漂移、工频和肌电干扰等噪声对后续的分析和诊断带来干扰的问题,提出了集合经验模态分解(EEMD)改进阈值函数的心电自适应去噪方法。运用EEMD将含噪心电信号分解得到一组由高频到低频分布的固有模态函数(IMF)。采用过零率自适应判断各IMF的噪声类别:若IMF包含高频噪声,采用结合软硬阈值优缺点所提出的改进阈值函数以去除IMF分量中的高频噪声;若IMF包含低频的基线漂移,则采用中值滤波器抑制基线漂移。最后将处理后的IMF分量叠加,即可重构去噪后的心电信号。实验结果表明,与已有的小波阈值法去噪后的信噪比(SNR)和均方根误差(RSME)对比,所提方法对心电信号去噪效果更加显著,而且能完整地保留波形特征。 展开更多
关键词 心电自适应去噪 集合经验模态分解 过零率 改进阈值函数
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电阻抗断层成像技术的心肺信号降维集合经验模态分解方法研究
16
作者 李坤 李蔚琛 +4 位作者 郭奕彤 王伟策 王煜 闫孝姮 史学涛 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期539-549,共11页
心脏射血与肺通气活动信息的实时获取具有重要临床意义。本研究提出了一种基于胸部电阻抗断层成像(EIT)的心肺信号降维集合经验模态分解方法,以同时分离胸部EIT数据中的心脏射血和肺通气活动信号。招募9名志愿者进行了EIT胸部数据采集... 心脏射血与肺通气活动信息的实时获取具有重要临床意义。本研究提出了一种基于胸部电阻抗断层成像(EIT)的心肺信号降维集合经验模态分解方法,以同时分离胸部EIT数据中的心脏射血和肺通气活动信号。招募9名志愿者进行了EIT胸部数据采集。首先,根据屏息状态下胸部EIT数据中心脏活动信号的强弱对测量通道分类;随后,使用集合经验模态分解方法对自主呼吸状态下的EIT数据进行分解,并根据频谱特性对分解出的各分量归类,以得到肺通气EIT信号;然后,结合带通滤波方法,同时依据前述通道分类对心脏活动信号降维,得到心脏活动EIT信号;最后,重构得到通气相和心搏相EIT图像序列。结果表明,该方法可在通气相图像的肺区能够获得最高的肺通气功率谱峰(52.71±1.39)dB,在心搏相图像的心脏区域能够获得最高的心脏活动功率谱峰(43.05±3.26)dB,表明保留的通气信息和心脏活动信息非常丰富,同时在通气相图像心脏区域获得了最低心脏活动相关功率谱峰(10.02±2.65)dB,表明心脏活动的抑制效果更佳,相较于参考方法均有显著性差异(P<0.05)。研究表明,该方法可以有效分离肺通气与心脏活动相关信号,分别保留各自活动信息并抑制心脏对肺区成像的影响,同时实现对干扰信号的有效抑制,为临床上提供更加准确的治疗策略指导奠定基础。 展开更多
关键词 电阻抗断层成像 集合经验模态分解 心脏活动相关信号 肺通气
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基于改进互补集合经验模态分解的自适应小波熵阈值地震随机噪声压制算法 被引量：8
17
作者 孟娟 韩智明 李亚南 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第30期52-61,共10页
针对互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)后不易有效区分有用信号和噪声的问题,以及传统小波去噪阈值选取的不足,提出基于改进CEEMD的自适应小波熵阈值地震随机噪声压制算法。将地震信号... 针对互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)后不易有效区分有用信号和噪声的问题,以及传统小波去噪阈值选取的不足,提出基于改进CEEMD的自适应小波熵阈值地震随机噪声压制算法。将地震信号进行CEEMD后,基于互信息熵和互相关系数获取高频含噪本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);对含噪IMF进行多尺度小波分解,将高频小波系数等分为若干区间计算各区间小波熵,在此基础上得到不同尺度的自适应阈值,同时设计了改进阈值函数进行小波阈值去噪。仿真实验中,去噪残差和频谱分析表明,算法能在保留有用信号的同时有效去除随机噪声,实现保幅去噪。实际地震资料处理表明,相比其他去噪算法,算法能有效提高信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)1 dB以上,降低均方误差(root mean square error,RMSE),具有良好的去噪能力。 展开更多
关键词 去噪 随机噪声 经验模态分解 互补集合经验模态分解 小波熵 保幅 残差分析
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一种添加部分自适应噪声的集成经验模态分解方法 被引量：1
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作者 李昊 陈强 徐一雄 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期227-234,共8页
为了解决集成经验模态分解(EEMD)及其改进形式中普遍存在的噪声量和计算量需求大的问题,统计分析了白噪声内涵模态函数(IMF)的极值点和能量变化规律,总结出白噪声IMF极值点数随长度和阶数变化的经验公式。发现白噪声的高阶IMF不能有效... 为了解决集成经验模态分解(EEMD)及其改进形式中普遍存在的噪声量和计算量需求大的问题,统计分析了白噪声内涵模态函数(IMF)的极值点和能量变化规律,总结出白噪声IMF极值点数随长度和阶数变化的经验公式。发现白噪声的高阶IMF不能有效调整信号的极值点分布,提出添加部分自适应噪声的集成经验模态分解(EEMDPAN)。相比于自适应噪声完全集成经验模态分解(CEEMDAN),EEMDPAN有2点改进:不使用全部独立的自适应噪声,而使用成对相加为0的互补自适应噪声;不添加全部阶的自适应噪声,而是在中间的某一阶停止,而后使用经典EMD方法。对2个人工信号进行分解,实验证明,EEMDPAN很好地继承了EEMD抑制模态混叠的能力,相比于CEEMDAN,计算量降低至1/3,并且分解结果的低阶成分信号附加噪声更小,高阶成分信号可信度更高。 展开更多
关键词 自适应噪声 集成经验模态分解 白噪声 内涵模态函数 互补噪声 附加噪声 信号可信度
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基于集合经验模态分解的河北唐山井同震响应特征 被引量：1
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作者 许英霞 丁俊柯 +4 位作者 马传璧 郭建芳 尹宝军 曹冲 左文喆 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第2期252-268,共17页
集合经验模态分解(EEMD)能够客观真实地从非线性、非平稳信号中提取有用信息,地震观测井的井水位表征的波形信号也是典型的非线性、非平稳信号,因此,集合经验模态分解在获取井水位同震响应信息方面具有重要的应用潜力。通过观测河北唐山... 集合经验模态分解(EEMD)能够客观真实地从非线性、非平稳信号中提取有用信息,地震观测井的井水位表征的波形信号也是典型的非线性、非平稳信号,因此,集合经验模态分解在获取井水位同震响应信息方面具有重要的应用潜力。通过观测河北唐山井2016~2023年多次井水位同震响应,研究集合经验模态分解对井水位分析处理的优缺点,识别唐山井对远震、近震的井水位同震响应特征,应用地震能量密度经验公式推测唐山井记震能力。结果表明:唐山井水位观测数据秒值在经过集合经验模态分解后,对合适的高频分量进行重构可以压制噪声干扰,有利于观察井水位同震响应特征;对于远场大震引起的振荡型同震响应可以客观真实地进行识别和提取;对于近场地震引起的脉冲型和阶变型同震响应,需结合原始数据进行研究;井水位观测数据秒值有利于揭示区域应力场的变化,因观测数据秒值记震精度提高,唐山井能够记录到地震能量密度为1.77×10^(-7) J·m^(-3)的地震,观测井对不同方位地震的敏感度可用于研究其所在断裂带的裂隙走向。对于超过一定距离的远场地震,井-含水层系统能够记录到的井水位同震响应频率可在一定的范围内估算观测井的固有振动频率,唐山井固有振动频率和地震瑞丽面波频率接近。 展开更多
关键词 同震响应 唐山井 集合经验模态分解 观测数据秒值 固有频率 地震方位 裂隙走向 地震能量密度
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基于改进的集合经验模态分解的爆破振动信号趋势项消除方法 被引量：10
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作者 李晨 梁书锋 +2 位作者 刘传鹏 程健 刘殿书 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期636-641,共6页
针对实测爆破振动信号中存在的趋势项干扰问题,基于改进的集合经验模态分解,提出一种趋势项消除方法,并进行了模拟信号的仿真计算和爆破振动信号的实例分析.信号仿真计算结果显示:对于持续振动信号,该方法的趋势项提取结果与已有的基于... 针对实测爆破振动信号中存在的趋势项干扰问题,基于改进的集合经验模态分解,提出一种趋势项消除方法,并进行了模拟信号的仿真计算和爆破振动信号的实例分析.信号仿真计算结果显示:对于持续振动信号,该方法的趋势项提取结果与已有的基于经验模态分解或集合经验模态分解的趋势项消除方法较为接近;但当测试信号呈间歇振动时,该方法对趋势项的提取更为充分,体现了其对分段爆破振动信号中趋势项消除的优越性和适用性.同时,爆破振动速度信号的实例分析验证了该方法在实际应用过程中的可靠性. 展开更多
关键词 爆破振动 趋势项 改进的集合经验模态分解 均值比 固有模态函数
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