基于EEMD-HHT的边坡爆破振动信号分析

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作者 薛睿 高文学 +2 位作者 梅敏 张小军 张军灵 《市政技术》 2024年第7期101-108,共8页

爆破工程所处的环境一般复杂多变,爆破振动信号大多呈现瞬时非平稳性特征。因此,为了准确分析爆破振动的信号特征以及传播规律,以首都环线高速公路承平段路基爆破工程为背景,通过引入EEMD分解方法,解决了传统EMD分解方法存在模态混叠的... 爆破工程所处的环境一般复杂多变,爆破振动信号大多呈现瞬时非平稳性特征。因此,为了准确分析爆破振动的信号特征以及传播规律,以首都环线高速公路承平段路基爆破工程为背景,通过引入EEMD分解方法,解决了传统EMD分解方法存在模态混叠的不足;结合HHT变换,对承平段典型路堑边坡岩体爆破振动信号进行了分析。研究结果表明:采用EEMD分解方法提取爆破振动信号中主要的IMF能量层,并对振动信号进行重构,可以达到良好的去噪效果;对施工现场爆破振动信号进行主成分分析、提取之后,瞬时能量和质点振速曲线整体平滑度显著提高,振动信号主成分提取效果良好;Hilbert能量谱可以清晰地体现时间、频率与能量三者之间的关系,展现出了爆破振动信号的时频特性和传播规律;测点振动主频主要分布在10~40 Hz的频率段范围内,近似呈现出随着传播距离的增加而衰减、随着距离的增加衰减幅度减弱的趋势。该分析成果对边坡稳定性分析和邻近建筑物的安全控制具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 路堑边坡 爆破振动 信号去噪 eemd-hht变换 频谱特性

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一种EEMD-HHT与时频重排结合的转速曲线估计新方法 被引量：6

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作者 荣锋 陈宁 +1 位作者 郭翠娟 杨明珠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期81-87,共7页

HHT(Hilbert-Huang Transform)和传统时频分析存在模态混叠、时频聚焦性差等问题,在估计转速曲线时误差较大。因此,提出将EEMD-HHT与时频重排算法结合的转速曲线估计新方法。采用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decompositon)方法获取IM... HHT(Hilbert-Huang Transform)和传统时频分析存在模态混叠、时频聚焦性差等问题,在估计转速曲线时误差较大。因此,提出将EEMD-HHT与时频重排算法结合的转速曲线估计新方法。采用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decompositon)方法获取IMFs;找出参考轴所对应的IMF,并做Hilbert变换;用时频重排算法处理该IMF两端各一定长度的数据,对得到的重排矩阵进行限制条件的瘠线搜索,并将获得的瞬时频率值代替对应时间点内Hilbert变换得到的瞬时频率值;对"拼接"得到的整个时间段的瞬时频率值进行最小二乘拟合,得到光滑的转速曲线。将该方法应用于转子不平衡故障的阶比分析中,对实际测量信号进行了分析,并与HHT估计结果作比较,验证了其优越性和有效性。 展开更多

关键词 HHT eemd-hht 时频重排 瘠线搜索 阶比分析

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基于EEMD-HHT方法的隧洞爆破网路延时分析 被引量：1

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作者 孙新建 张亮 孟佳 《工程爆破》 2016年第4期7-10,27,共5页

由于非电毫秒雷管本身存在起爆误差,造成网路理论延时与实际延时存在较大误差。为更深入研究网路实际延时时间,以黄河上游某水电站引水发电隧洞工程实测爆破振动信号为分析对象,使用EEMD方法求出爆破信号IMF分量,进行Hilbert变换求出各... 由于非电毫秒雷管本身存在起爆误差,造成网路理论延时与实际延时存在较大误差。为更深入研究网路实际延时时间,以黄河上游某水电站引水发电隧洞工程实测爆破振动信号为分析对象,使用EEMD方法求出爆破信号IMF分量,进行Hilbert变换求出各分量能量,并对能量最大分量进行Hilbert变换求出包络线,再对包络线峰值进行分析得到网路的各段非电雷管的实际起爆时刻分别为49,74,178,235,350,469,609ms,从而准确求得网路中各段间的实际延时时间为25,104,57,115,119,140ms。对网路的理论与实际延时时间进行对比分析,发现理论与实际延时时间存在较大精度误差,这说明采用EEMD-HHT方法识别网路的延时精度是可行的。 展开更多

关键词 爆破网路 延时时间 Hilbert能量 eemd-hht 隧洞爆破 包络线

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基于EEMD-HHT的隧道爆破振动信号分析 被引量：3

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作者 宿利平 严志豪 +3 位作者 王辉 郭明洋 张小军 高文学 《施工技术（中英文）》 CAS 2023年第12期21-26,共6页

为准确分析隧道爆破振动信号特征,基于EEMD-HHT方法对现场实测的爆破振动信号进行时频和能量分析。结果表明:EEMD算法可有效改善EMD分解产生的信号模态混叠效应;采用去噪指标对EMD和EEMD分解的信号进行量化评价,其中EEMD分解得到的信号... 为准确分析隧道爆破振动信号特征,基于EEMD-HHT方法对现场实测的爆破振动信号进行时频和能量分析。结果表明:EEMD算法可有效改善EMD分解产生的信号模态混叠效应;采用去噪指标对EMD和EEMD分解的信号进行量化评价,其中EEMD分解得到的信号去噪比较大,均方根差更小,即EEMD算法的去噪效果优于EMD;通过EEMD-HHT分析,能有效反映爆破振动信号的时间-频率-能量之间的关系;通过对爆破信号频带能量提取,发现在试验条件下爆破振动信号主振频带范围在41~50Hz,其余各频带能量围绕主频带呈现正态分布,0~10Hz低频带占据总能量的7.84%,爆破施工时应采取相应措施避免隧道衬砌结构发生共振现象。 展开更多

关键词 隧道工程 开挖 爆破 振动 信号去噪 eemd-hht变换 频谱特性

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基于爆破振动与松动圈分析的水封洞库爆破方案比选

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作者 叶海旺 张鹏辉 +6 位作者 蒙云琪 张兆龙 傅家亮 白金鑫 刘磊 余梦豪 Doumbouya Sekou 《爆破》 北大核心 2025年第1期44-55,共12页

合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键,在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测,并结合HHT信号分析方法,通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性,最后利用边际谱、瞬时能量谱... 合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键,在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测,并结合HHT信号分析方法,通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性,最后利用边际谱、瞬时能量谱、三维能量谱、围岩松动圈等评价不同爆破方案对水封洞库开挖爆破的影响。结果表明:EEMD-Hilbert分析方法可以一定程度上改善传统EMD分解带来的模态混叠问题,通过EEMD分解重构后的振速时程曲线更加平滑、可靠性更高;通过信号重构后的边际谱分析,发现双侧壁导坑法频带分布在200~380 Hz范围,单侧壁导坑法的频段范围更窄,集中在110~250 Hz之间,两组方案的低频能量均占比较少;双侧壁导坑法瞬时能量合值高于单侧壁导坑法,两组方案瞬时能量均主要集中在首段掏槽孔上,分别占总瞬时能量的41.67%和23.73%,单侧壁导坑法瞬时能量分布更为平均且较双侧壁导坑法更低;通过声波探测分析:双侧壁导坑法两侧拱腰松动圈范围约1.0~1.2 m,单侧壁导坑法扩挖面、导洞面松动圈范围分别为0.8 m、1.0~1.2 m。通过EEMD-Hilbert与声波探测联合分析可知,单侧壁导坑法相对更适合该洞库爆破施工。 展开更多

关键词 水封洞库 爆破方案 eemd-hht 时频能量 松动圈

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爆破震动能量特性研究 被引量：2

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作者 孙新建 张亮 曾亚平 《爆破》 CSCD 北大核心 2016年第4期22-26,83,共6页

以工程实测爆破震动信号为分析对象,使用EEMD信号分析方法将爆破震动信号分解得到多个固有模态（IMF）分量,在时域、频域进行Hilbert变换求出IMF分量的Hilbert能量,对比分析各IMF分量能量在总能量中所占百分比,研究爆破震动能量在频域... 以工程实测爆破震动信号为分析对象,使用EEMD信号分析方法将爆破震动信号分解得到多个固有模态（IMF）分量,在时域、频域进行Hilbert变换求出IMF分量的Hilbert能量,对比分析各IMF分量能量在总能量中所占百分比,研究爆破震动能量在频域、时域的分布规律。在频域能量主要集中在5-40 Hz内,该频带内的能量占总能量的97.55%,在高频和低频能量分布较少,其中大于40 Hz部分能量占总能量的2.2%,小于5 Hz部分能量占总能量的0.25%,表明爆破震动能量是集中分布在某个较窄频带范围内。在时域能量主要集中在0.1-1.0 s范围内,其中,时域的高频能量震动作用时间短、低频能量震动作用时间长,从而揭示了爆破震动强度相同条件下频率越低危害性越大。 展开更多

关键词 爆破震动 Hilbert能量 频域 时域 eemd-hht

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爆破震动瞬时能量与岩体相对位移响应的关联性研究 被引量：2

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作者 孙新建 曾亚平 苏振妍 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期76-81,共6页

通过结构动力方程求解得到岩体相对位移响应过程,以EEMD-HHT信号分析方法获得岩体爆破震动信号瞬时能量,在时域内进行分析研究岩体爆破震动信号瞬时能量与岩体相对位移响应的关系,发现岩体最大相对位移响应值滞后于爆破震动信号最大瞬... 通过结构动力方程求解得到岩体相对位移响应过程,以EEMD-HHT信号分析方法获得岩体爆破震动信号瞬时能量,在时域内进行分析研究岩体爆破震动信号瞬时能量与岩体相对位移响应的关系,发现岩体最大相对位移响应值滞后于爆破震动信号最大瞬时能量值的时刻;在时域内岩体相对位移响应过程曲线与爆破震动信号能量幅值并非相互对应,但与爆破震动速度时程曲线具有一定的关联性,这表明爆破震动激励下岩体相对位移响应值的大小与爆破震动能量、岩体的自振周期、爆破震动类型有关。 展开更多

关键词 瞬时能量 爆破震动 eemd-hht 相对位移 动力响应

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弹射冲击荷载下高速铁路路基振动加速度时频特性 被引量：1

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作者 尹紫红 曾毅 +2 位作者 魏鸿琳 殷芝 高晶晶 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期219-226,共8页

高速铁路具有运营时速快、平顺性高等特点,将其作为列车机动发射站坪具有一定的优势,其振动加速度作为高铁路基结构破坏的关键参数有重要的研究价值.借助ANSYS有限元分析软件,结合弹塑性理论并引入三维一致粘弹性人工边界及其边界单元,... 高速铁路具有运营时速快、平顺性高等特点,将其作为列车机动发射站坪具有一定的优势,其振动加速度作为高铁路基结构破坏的关键参数有重要的研究价值.借助ANSYS有限元分析软件,结合弹塑性理论并引入三维一致粘弹性人工边界及其边界单元,建立半无限长无砟轨道-路基-地基非线性耦合静力学分析模型;在此基础上进行模态分析,得到了模型系统的振型、固有频率,进而建立了动力分析模型,并对比弹性地基梁板模型进行模型验证;基于上述动力分析模型,结合弹射冲击荷载得到了各结构层加速度时域信号;最后,基于EEMD-HHT变换对加速度信号进行时频分析.研究结果表明:各结构层加速度在荷载突变处取得瞬时加速度峰值,在0.17 s处取得加速度幅值;各结构层加速度成分主要分布在0~20 Hz,其中,2 Hz及10 Hz两处有明显峰值,且在2 Hz附近分布最为集中;自密实混凝土层、底座板、基床表层几乎没有发生加速度成分的吸收,而基床底层及以下有较大幅的吸收,因此,应重点关注0~20 Hz超低频范围内的基床表层及以上结构层的动力响应. 展开更多

关键词 弹射冲击荷载 振动加速度 黏弹性人工边界 模态分析 谱分析 eemd-hht变换

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基于HHT的管道阀门内漏声发射检测研究 被引量：17

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作者 刘贵杰 徐萌 +1 位作者 王欣 姜瑞林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第23期62-66,共5页

针对管道阀门内漏声发射信号的非平稳特征,提出将总体平均经验模式分解(EEMD)和希尔伯特变换相结合的希尔伯特黄变换(HHT)方法应用于管道阀门内漏声发射检测中。利用EEMD方法将阀门内漏声发射信号自适应分解为一簇本征模态函数(IMF),并... 针对管道阀门内漏声发射信号的非平稳特征,提出将总体平均经验模式分解(EEMD)和希尔伯特变换相结合的希尔伯特黄变换(HHT)方法应用于管道阀门内漏声发射检测中。利用EEMD方法将阀门内漏声发射信号自适应分解为一簇本征模态函数(IMF),并对分解后的信号进行Hilbert谱和HHT边际谱分析,可以提取到阀门内漏声发射信号的本质特征,突破常规时频分析的非线性信号局限性以及经验模式分解(EMD)造成的模态混叠现象;相比于STFT频谱,Hilbert谱具有较高的时频分辨率,最后对信号的Hilbert边际谱分析确定了内漏信号的主要作用频率。该方法可以有效地应用于阀门内漏声发射检测中。 展开更多

关键词 阀门内漏 声发射 HHT EEMD Hilbert边际谱

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基于EMD的滚动轴承故障特征提取方法 被引量：30

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作者 夏均忠 苏涛 +2 位作者 马宗坡 冷永刚 白云川 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第2期123-127,共5页

故障特征提取是滚动轴承故障诊断的关键环节。首先系统研究经验模式分解方法;然后介绍在经验模式分解基础上提出的几种方法,包括:希尔伯特-黄变换,局域均值分解以及集合经验模态分解。分析各种方法的基本原理、应用和特点。EMD与多种故... 故障特征提取是滚动轴承故障诊断的关键环节。首先系统研究经验模式分解方法;然后介绍在经验模式分解基础上提出的几种方法,包括:希尔伯特-黄变换,局域均值分解以及集合经验模态分解。分析各种方法的基本原理、应用和特点。EMD与多种故障特征提取方法相结合是轴承故障特征提取的研究方向。 展开更多

关键词 振动与波 滚动轴承 故障特征提取 经验模式分解 希尔伯特―黄变换 局域均值分解 集合经验模态分解

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基于改进EEMD的穿墙雷达动目标微多普勒特性分析 被引量：24

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作者 王宏 Narayanan R M +2 位作者 周正欧 李廷军 孔令讲 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1355-1360,共6页

穿墙雷达动目标探测中人的心跳、呼吸、手臂摆动等运动的微多普勒信号是非线性、非平稳信号,可以采用经验模式分解(EMD)对其进行时频分析。由于EMD分解存在模式混合问题,该文提出一种改进的整体平均经验模式分解(EEMD)方法,并将其应用... 穿墙雷达动目标探测中人的心跳、呼吸、手臂摆动等运动的微多普勒信号是非线性、非平稳信号,可以采用经验模式分解(EMD)对其进行时频分析。由于EMD分解存在模式混合问题,该文提出一种改进的整体平均经验模式分解(EEMD)方法,并将其应用于穿墙雷达人的运动微多普勒特性分析中,并且对分解后的每个本征模式函数(IMF)进行Hilbert-Huang变换(HHT),得到信号的时间-频率-能量谱。仿真数据和实验结果分析均表明,改进的EEMD方法不仅能够有效消除EMD中的模式混合问题,将人运动微多普勒信号中的不同频率尺度分解在不同的IMF中,而且还能够有效抑制原始信号中的噪声,提高信噪比,得到更精细、更清晰的时频分布。 展开更多

关键词 穿墙雷达 经验模式分解 整体平均经验模式分解 HILBERT-HUANG变换 微多普勒特性

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数字信号处理的时频分析方法综述 被引量：13

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作者 张丽娜 《信息技术》 2013年第6期26-28,共3页

现代数字信号处理方法众多,时频分析在此领域应用广泛并仍然具有发展潜力。介绍了数字信号处理的时频分析方法的发展,从短时傅里叶变换,到Wigner-Ville分布,小波变换,希尔伯特-黄变换,EEMD,分别论述了5种方法的原理以及优缺点。

关键词 短时傅里叶变换 WIGNER-VILLE分布 小波变换 希尔伯特-黄变换 EEMD

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基于EEMD的HHT在LNG船电力系统故障检测中的应用

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作者 员莹 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第16期172-174,共3页

随着社会的发展,LNG(液化天然气)船舶更多采用电力推进作为主要动力方式,船舶电力系统由于结构复杂、容量巨大,因而容易发生故障。当电力系统出现故障时,电网的瞬时电压、电流、频率等特征量会相应变化,根据电压频谱的变化可以对LNG船... 随着社会的发展,LNG(液化天然气)船舶更多采用电力推进作为主要动力方式,船舶电力系统由于结构复杂、容量巨大,因而容易发生故障。当电力系统出现故障时,电网的瞬时电压、电流、频率等特征量会相应变化,根据电压频谱的变化可以对LNG船电力系统故障进行有效识别。本文采用基于EEMD的HHT对故障暂态进行检测,结果表明该方法可以有效地进行故障识别。 展开更多

关键词 电力系统 EEMD HHT 故障识别

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基于小波包和改进EMD的脑电信号消噪研究 被引量：10

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作者 郑佳佳 郭滨 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2018年第2期110-113,共4页

由于采集到的脑电信号含有噪声,提出了总体经验模态分解(EEMD)的希尔伯特黄变换(HHT)结合小波包分析的脑电信号去除噪声的方法。含噪脑电信号经EEMD分解可以得到一定数量的IMF分量,而且可以解决经验模态分解(EMD)时的模态混叠问题,然后,... 由于采集到的脑电信号含有噪声,提出了总体经验模态分解(EEMD)的希尔伯特黄变换(HHT)结合小波包分析的脑电信号去除噪声的方法。含噪脑电信号经EEMD分解可以得到一定数量的IMF分量,而且可以解决经验模态分解(EMD)时的模态混叠问题,然后,对IMF分量进行Hilbert变换,分析Hilbert谱,把含噪的IMF部分进行小波包处理,最后,把各IMF相加,可得处理过噪声的脑电。经验证得,单独使用小波包方法消噪和改进EMD消噪,都没有小波包结合改进EMD方法的信噪比高,提高了去噪效果,有利于更精确的诊断医学疾病。 展开更多

关键词 HHT EEMD 小波包去噪 脑电信号

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基于改进HHT和SVM的滚动轴承故障状态识别 被引量：6

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作者 王圣杰 殷红 彭珍瑞 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期89-94,107,共7页

针对滚动轴承故障信号特征难以提取与故障诊断效率较低问题,引入集合经验模态分解(EEMD)对Hilbert-Huang变换(HHT)进行改进,将改进的HHT结合拉普拉斯得分(Laplacian score,LS)进行轴承故障特征提取,并利用遗传算法(GA)优化支持向量机(S... 针对滚动轴承故障信号特征难以提取与故障诊断效率较低问题,引入集合经验模态分解(EEMD)对Hilbert-Huang变换(HHT)进行改进,将改进的HHT结合拉普拉斯得分(Laplacian score,LS)进行轴承故障特征提取,并利用遗传算法(GA)优化支持向量机(SVM)分类参数,将其应用于滚动轴承振动信号故障状态识别中。首先,利用相关系数筛选EEMD分解后的IMF分量,计算IMF分量的Hilbert边际谱能量与Lempel-Ziv复杂度构成轴承高维特征向量;其次,运用LS得分对高维特征向量进行数据降维;最后,用GA-SVM对轴承不同故障状态进行识别。通过轴承不同状态下的试验数据验证本文方法,结果表明所提方法能够有效识别轴承不同故障状态。 展开更多

关键词 故障诊断 集合经验模态分解 HILBERT-HUANG变换 拉普拉斯得分 支持向量机 状态识别

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