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VMD参数优化及其在轴承故障特征提取中的应用 预览
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作者 张栋良 李帅位 +1 位作者 黄昕宇 陈璞 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期846-851,共6页
针对群优化算法对变分模态分解所需模态数和二次惩罚项参数寻优效率较低的问题,提出了快速局部均值经验模态分解的信号预处理方法.对预处理后的模态分量根据相似系数准则进行模态数预估,同时利用多评价指标选择二次惩罚参数.针对VMD对... 针对群优化算法对变分模态分解所需模态数和二次惩罚项参数寻优效率较低的问题,提出了快速局部均值经验模态分解的信号预处理方法.对预处理后的模态分量根据相似系数准则进行模态数预估,同时利用多评价指标选择二次惩罚参数.针对VMD对故障信号中存在的固有振动高频带分解效果较差的问题,利用自相关能量函数实现降噪和减小高频带的影响.通过仿真实验和实测轴承故障数据分析,并与群优化算法选择参数以及中心频率相近选取模态数的VMD分解效果相比,该方法能有效提取故障信号的特征频率. 展开更多
关键词 模态 经验模态分解 模态分解 参数优化 固有振动频带
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基于相关性的最优变分模态分解算法 预览
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作者 吴小涛 严世伦 《黄冈师范学院学报》 2019年第3期6-10,16共6页
针对时间序列不稳定导致其难以准确预测的问题,提出采用变分模态分解(VMD)这种序列分解技术来分解原始时间序列,得到相对稳定的时间序列分量,从而降低原始序列的不稳定性。VMD中的模态个数K往往难以率定,提出基于VMD分解得到残差与原始... 针对时间序列不稳定导致其难以准确预测的问题,提出采用变分模态分解(VMD)这种序列分解技术来分解原始时间序列,得到相对稳定的时间序列分量,从而降低原始序列的不稳定性。VMD中的模态个数K往往难以率定,提出基于VMD分解得到残差与原始序列的相关性来率定K值的最优变分模态分解(OVMD)算法。采用常用的集合经验模态分解(EEMD)和OVMD对实际时间序列进行分解实验,从定性和定量两个方面证明了OVMD较EEMD具有更优的分解性能,说明了本文提出算法的有效性。 展开更多
关键词 模态分解 稳定性 集合经验模态分解 分解性能
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基于VMD和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取分析 预览
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作者 陈万涛 李德忠 +2 位作者 赵志炉 杨金健 孙志翔 《水利水电技术》 北大核心 2019年第4期132-137,共6页
作为水电机组运行状况的基本判据,水轮机的水导摆度信号是水电站运行研究中的重点课题。为研究更好的提取水轮机摆度信号特征,针对现场采集的水轮机水导摆度信号中出现的异常尖峰成分,提出一种基于变分模态分解和脉冲因子的水轮机摆度... 作为水电机组运行状况的基本判据,水轮机的水导摆度信号是水电站运行研究中的重点课题。为研究更好的提取水轮机摆度信号特征,针对现场采集的水轮机水导摆度信号中出现的异常尖峰成分,提出一种基于变分模态分解和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取方法,并介绍了其基本原理及求解步骤。首先,使用VMD对原始信号进行分解,分离出不同成分的变分模态分量(简称模态分量)。然后,计算每个模态分量的脉冲因子值并设定脉冲因子的标准值。最后,将超出该值的模态分量去除,并将剩余的分量进行重构,获得除去异常尖峰成分后的重组信号。通过对仿真信号以及实际信号的分析,该方法可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分去除,并对相关物理特征进行有效地提取。最后得出结论:(1)变分模态分解可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分分解在各个模态中;(2)以脉冲因子作为脉冲能量指标,能够将含有少量噪声的模态提取出来。研究成果可为水轮机的设计和数值模拟提供参考。 展开更多
关键词 摆度信号 模态分解 脉冲因子 异常尖峰 模态 信号重构
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应用VMD与Teager能量算子的结构模态系统辨识 预览
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作者 靳行 林建辉 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期544-551,670-671共10页
针对变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)参数选择对结构模态特征识别的影响,应用VMD和Teager能量算子(Teager energy operator,简称TEO)提出了一种新的结构系统辨识方法,根据VMD层数参量K的变化寻找稳定的极点,用于... 针对变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)参数选择对结构模态特征识别的影响,应用VMD和Teager能量算子(Teager energy operator,简称TEO)提出了一种新的结构系统辨识方法,根据VMD层数参量K的变化寻找稳定的极点,用于识别结构模态特性。为了满足TEO对单分量的要求,采用VMD方法将振动信号分解成不同尺度的细节信号(band-limited intrinsic mode function,简称BIMF)。对BIMF使用TEO法估计固有频率与阻尼比,使用层数参量K时形成的稳态极点判断真实结构模态系统参数,去除虚假分量。进行了数值和实验验证,并与传统方法进行比较,结果表明,所提出的方法在传统模态分析与环境激励的模态分析均为有效、准确且可行的。 展开更多
关键词 模态频率 结构阻尼比 模态参数 模态分解 TEAGER能量算子
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基于预处理的单通道盲源分离 预览
5
作者 刘晨 《电子设计工程》 2019年第11期56-60,共5页
文中分别采用经验模态分解(EMD),变分模态分解(VMD)两种预处理方法,使单通道观测信号由欠定信号转为正定或超定从而解决其“非欠定”限制,并对此两种预处理方法进行仿真实验对比验证,研究表明,不同的预处理方法会影响信号盲分离的结果,... 文中分别采用经验模态分解(EMD),变分模态分解(VMD)两种预处理方法,使单通道观测信号由欠定信号转为正定或超定从而解决其“非欠定”限制,并对此两种预处理方法进行仿真实验对比验证,研究表明,不同的预处理方法会影响信号盲分离的结果,寻找一种高效、快速的预处理方法是解决欠定盲信号分离的关键,且仿真实验结果表明,VMD预处理方法更具优越性。 展开更多
关键词 单通道 盲源 经验模态分解 模态分解
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基于变分模态分解的地震随机噪声压制方法 预览
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作者 方江雄 温志平 +2 位作者 顾华奇 刘军 张华 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期757-767,I0008共12页
针对经验模态分解(EMD)方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解(VMD)的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解... 针对经验模态分解(EMD)方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解(VMD)的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解过程,以每个带限窄带(BIMF)分量的估计带宽之和最小为约束,通过增广Lagrange目标函数将变分问题由约束性变为非约束性,采用交替方向乘子(ADMM)算法寻求变分泛函的最优解达到信号自适应分解的目的。ADMM中频率中心及带宽交替更新对偶上升,使两者同时达到最优趋势,并生成所有BIMF分量,具有更高的时间效率。同时,各模态分量在频谱上均具有带限特性,可实现信号频带的高分辨率、自适应剖分。实验结果表明,基于VMD的地震随机噪声压制方法具有优异噪声压制、幅值保持性能的同时,还具备较高的计算效率,可满足高维大尺度地震数据的处理要求。 展开更多
关键词 随机噪声压制 经验模态分解 模态分解 计算效率
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变分模态分解在齿轮故障特征提取中的应用 预览
7
作者 王宏民 刘洪超 薛萍 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期97-102,共6页
针对植树机变速箱齿轮在早期阶段裂纹故障特征不明显而导致其特征难以提取,提出一种应用变分模态分解(VMD)的齿轮裂纹故障特征提取方法。对含噪输入信号的经验模态分解(EMD)和变分模态分解的分解效果进行MATLAB仿真对比,分析变分模态分... 针对植树机变速箱齿轮在早期阶段裂纹故障特征不明显而导致其特征难以提取,提出一种应用变分模态分解(VMD)的齿轮裂纹故障特征提取方法。对含噪输入信号的经验模态分解(EMD)和变分模态分解的分解效果进行MATLAB仿真对比,分析变分模态分解方法在信号解耦中的有效性和适用性;将变分模态分解应用到对一级传动齿轮裂纹故障噪声信号的特征提取上,获取分解结果,并对其特殊分量进行功率谱分析。结果表明:变分模态分解方法适用于齿轮裂纹噪声故障信号的特征提取,能为齿轮的故障诊断提供重要参考。 展开更多
关键词 植树机 速箱齿轮 裂纹故障 模态分解 经验模态分解
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基于两步分解法和SARIMA的非饱和机场能耗预测 预览
8
作者 陈静杰 孟琦 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第4期46-50,78共6页
针对非饱和机场能耗时间序列的非线性和非平稳性特点,提出一种基于两步分解法和季节差分自回归滑动平均模型相结合的组合预测法。利用自适应噪声完整集成经验模态分解法和样本熵,将原始能耗时间序列分解为从高频至低频且复杂度不同的分... 针对非饱和机场能耗时间序列的非线性和非平稳性特点,提出一种基于两步分解法和季节差分自回归滑动平均模型相结合的组合预测法。利用自适应噪声完整集成经验模态分解法和样本熵,将原始能耗时间序列分解为从高频至低频且复杂度不同的分量。再利用变分模态分解法对高频复杂分量再次分解,得到一系列呈现弱非线性且相对平稳的子序列。采用季节差分自回归滑动平均(SARIMA)模型对各子序列进行建模预测,将各子序列预测结果叠加得机场能耗预测值。实验结果表明,该方法可以有效提高非饱和机场能耗的预测精度。 展开更多
关键词 机场能耗预测 自适应噪声完整集成经验模态分解 样本熵 模态分解 季节差自回归滑动 平均模型
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基于VMD的滚动轴承早期故障诊断方法 预览
9
作者 昝涛 庞兆亮 +1 位作者 王民 高相胜 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期103-110,共8页
滚动轴承是旋转机械的重要零部件,当发生早期故障时,难以有效地提取其微弱的故障特征.针对这一问题,提出了优化参数K取值的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)早期故障诊断方法.首先,通过瞬时频率均值判断法确定模态数K... 滚动轴承是旋转机械的重要零部件,当发生早期故障时,难以有效地提取其微弱的故障特征.针对这一问题,提出了优化参数K取值的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)早期故障诊断方法.首先,通过瞬时频率均值判断法确定模态数K的取值,然后用VMD方法对采集的轴承故障信号进行处理.通过筛选轴承故障信号分解得到本征模态函数分量,对其中的敏感分量进行包络谱分析,从而判断轴承的故障类型与严重程度.最后,分别比较EMD和原VMD算法得到的结果.结果表明:优化后的VMD算法能成功地提取滚动轴承早期故障特征,实现轴承早期故障诊断. 展开更多
关键词 滚动轴承 早期故障诊断 特征提取 模态分解 经验模态分解
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基于VMD算法的光栅莫尔条纹去噪方法 预览
10
作者 鲍克勤 卢丹 +1 位作者 吴文峰 陈丹 《光通信技术》 北大核心 2019年第1期28-31,共4页
光栅莫尔条纹的信号质量直接决定其测量精度,将基于变分模态分解(VMD)的方法用于对光栅莫尔条纹信号的去噪处理。首先对莫尔条纹仿真信号进行VMD分解成若干个不同频率段的本征模态函数(IMF);然后利用希尔伯特变换对IMF分量时频特性进行... 光栅莫尔条纹的信号质量直接决定其测量精度,将基于变分模态分解(VMD)的方法用于对光栅莫尔条纹信号的去噪处理。首先对莫尔条纹仿真信号进行VMD分解成若干个不同频率段的本征模态函数(IMF);然后利用希尔伯特变换对IMF分量时频特性进行分析,滤除高频噪声信号。结果表明:与经验模态分解(EMD)算法的分解结果相比,VMD算法能够很好地抑制模态混叠现象,准确地将不同频率段的信号分解出来,而且提高了去噪之后信号的信噪比,去噪效果好。 展开更多
关键词 光栅莫尔条纹 模态分解 去噪 本征模态函数 希尔伯特 经验模态分解
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基于VMD改进算法的气体管道泄漏检测 预览
11
作者 梁洪卫 刘冬冬 +2 位作者 阚玲玲 高丙坤 邹岱峰 《吉林大学学报:信息科学版》 CAS 2019年第5期490-496,共7页
为提取气体管道声波信号中的泄漏成分并进行重构,提出一种结合VMD (VMD:Variational Mode Decomposition)和误差能量算法的特征提取方法。该方法首先利用油气管道泄漏检测系统模拟气体管道的微小泄漏,并采集泄漏声波信号;然后利用VMD算... 为提取气体管道声波信号中的泄漏成分并进行重构,提出一种结合VMD (VMD:Variational Mode Decomposition)和误差能量算法的特征提取方法。该方法首先利用油气管道泄漏检测系统模拟气体管道的微小泄漏,并采集泄漏声波信号;然后利用VMD算法将采集到的泄漏声波信号分解为一系列带宽受限的固有模态;随后,使用误差能量算法选择有效模态;最后,利用有效模态进行信号重构。通过仿真分析发现,该改进算法可以提取有效模态,利用该方法处理气体管道微小泄漏声波信号,能有效滤除噪声并重构原始信号。 展开更多
关键词 管道泄漏 模态分解 误差能量算法 模态选择
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基于变分模态分解的风电场风速降噪研究
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作者 许杏花 潘庭龙 吴定会 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期87-93,共7页
风电预测是在现有数据基础上进行的,风电中采集到的风速数据夹杂着不同类型的噪声,为提高预测精度,需要进行降噪处理。传统的EMD(Empirical mode decomposition)降噪方法存在模态混叠现象,为了提高降噪效果,提出采用变分模态分解来进行... 风电预测是在现有数据基础上进行的,风电中采集到的风速数据夹杂着不同类型的噪声,为提高预测精度,需要进行降噪处理。传统的EMD(Empirical mode decomposition)降噪方法存在模态混叠现象,为了提高降噪效果,提出采用变分模态分解来进行降噪。变分模态分解是一种新的分解方法,具有良好的抗噪性,且不存在模态混叠现象。为深入研究该方法在降噪上的应用,对江苏某风电场的数据进行了降噪处理,对其分解重构,有效滤除了噪声,并将其降噪效果与EMD进行对比分析,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 模态分解 模态混叠 EMD 降噪
基于变分模态和奇异值分解的柴油机气门间隙故障诊断方法研究 预览
13
作者 高清春 胡甫才 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2019年第4期746-751,共6页
气门是柴油机中主要的零部件,对其进排气门间隙故障进行诊断研究具有重要的工程意义.文中采用变分模态和奇异值分解相结合的方法对其进行故障诊断.对柴油机振动信号进行变分模态分解,对变分模态分量进行奇异值分解,提取奇异值特征向量,... 气门是柴油机中主要的零部件,对其进排气门间隙故障进行诊断研究具有重要的工程意义.文中采用变分模态和奇异值分解相结合的方法对其进行故障诊断.对柴油机振动信号进行变分模态分解,对变分模态分量进行奇异值分解,提取奇异值特征向量,用模糊C均值聚类方法对故障种类进行识别,并进行了试验验证.研究结果表明,与基于经验模态分解和奇异值分解相结合的方法相比,该方法能够更加准确有效地对不同的气门间隙异常故障进行识别,具有更高的诊断精度. 展开更多
关键词 柴油机 模态分解 奇异值分解 气门间隙
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配电网暂时过电压奇异值分解结合支持向量机的识别方法 预览
14
作者 付华 赵天一 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第4期230-235,310共7页
针对配电网暂时过电压的辨识分类问题,提出一种结合时频矩阵奇异值分解和多级支持向量机的配电网暂时过电压辨识方法。利用变分模态分解、Hilbert变换及带通滤波构造配电网暂时过电压零序电压波形的时频矩阵描述其时频特征。通过对时频... 针对配电网暂时过电压的辨识分类问题,提出一种结合时频矩阵奇异值分解和多级支持向量机的配电网暂时过电压辨识方法。利用变分模态分解、Hilbert变换及带通滤波构造配电网暂时过电压零序电压波形的时频矩阵描述其时频特征。通过对时频矩阵进行奇异值分解,提取所获得波形奇异谱的分布参数作为特征向量,结合时域特征量输入多级支持向量机,对配电网暂时过电压进行自动辨识。通过仿真实验和测试,结果表明该识别方法具备训练时间短、识别率高和防干扰能力强的优势,可实现对配电网暂时过电压故障的有效辨识。 展开更多
关键词 配电网故障 暂时过电压 模态分解 奇异值分解 多级支持向量机 自动辨识
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基于改进的共振稀疏分解的滚动轴承故障诊断 预览
15
作者 杨伟 王红军 《机床与液压》 北大核心 2019年第16期175-179,共5页
针对滚动轴承早期微弱故障湮没在高强背景噪声中、造成故障特征信息提取困难的特点,提出一种改进的共振稀疏分解方法。首先采用变分模态对信号去噪,根据峭度-相关系数准则选取包含故障特征信息量多的分量进行信号重构;然后对重构后的信... 针对滚动轴承早期微弱故障湮没在高强背景噪声中、造成故障特征信息提取困难的特点,提出一种改进的共振稀疏分解方法。首先采用变分模态对信号去噪,根据峭度-相关系数准则选取包含故障特征信息量多的分量进行信号重构;然后对重构后的信号进行粒子群优化的共振稀疏分解;最后对分解得到的低共振分量进行包络分析,提取故障特征频率。实验结果证明了该方法比传统共振稀疏分解更能有效地提取故障特征频率,有效地减少了干扰成分。 展开更多
关键词 滚动轴承 模态分解 峭度-相关系数准则 粒子群优化 共振稀疏分解
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基于变分模态分解的单通道信号盲源分离方法 预览
16
作者 王康 程浩 张坤 《科技通报》 2019年第2期138-143,149共7页
针对单通道情况下传统盲源分离方法难以恢复源信号的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)的单通道信号盲源分离方法。首先对单通道信号进行变分模态分解(VMD)获得一系列本征模态函数(IMF)分量,将单通道信号和其IMF分量构成多维信号,然... 针对单通道情况下传统盲源分离方法难以恢复源信号的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)的单通道信号盲源分离方法。首先对单通道信号进行变分模态分解(VMD)获得一系列本征模态函数(IMF)分量,将单通道信号和其IMF分量构成多维信号,然后采用主成分分析法估计源数,依据估计的源信号数目重组多通道观测信号,最后利用改进的变步长等变自适应分离(VSEASI)算法实现信号的盲分离。将所提出方法应用于齿轮和轴承的单通道信号仿真研究,仿真结果表明,该方法能够有效地分离出齿轮和轴承信号,解决了单通道信号盲源分离问题。 展开更多
关键词 盲源 单通道 模态分解 自适应
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基于变分模态分解的变压器有载分接开关振动信号去噪分析 预览
17
作者 杨森 陈莎莎 +3 位作者 李光茂 刘宇 张梦慧 田妍 《电测与仪表》 北大核心 2019年第13期104-112,共9页
针对变压器有载分接开关振动信号中的环境噪声影响后续特征提取与识别的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与小波包阈值的去噪算法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态... 针对变压器有载分接开关振动信号中的环境噪声影响后续特征提取与识别的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与小波包阈值的去噪算法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态分量。然后对各模态分量分别进行小波包阈值处理,利用均方根误差、信噪比及平滑度构成的复合评价指标确定最佳分解层数,得到最优的去噪效果。最后重构得到去噪后的振动信号。在变压器有载分接开关模拟试验平台上进行试验,并对采集的振动信号进行去噪分析,结果表明该方法的效果优于常用的去噪方法。 展开更多
关键词 有载接开关 振动信号 模态分解 小波包阈值算法 去噪
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基于变分模态分解与特征选择的变压器有载分接开关机械故障诊断 预览
18
作者 杨森 陈莎莎 +1 位作者 李光茂 蒋健 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期39-47,59共10页
为实现变压器有载分接开关故障的有效诊断,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与Fisher-Score特征选择的故障诊断方法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态分量。然后求取... 为实现变压器有载分接开关故障的有效诊断,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与Fisher-Score特征选择的故障诊断方法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态分量。然后求取各模态的能量与奇异值及重构信号的排列熵与奇异谱熵,并通过Fisher-Score法对多个特征进行选择,筛选出鉴别力较好的特征构造特征向量组。最后将特征向量组输入基于模拟退火优化的支持向量机(support vector machine,SVM),实现振动信号的分类识别与故障诊断。在变压器有载分接开关模拟试验平台上进行试验并对采集的信号进行处理,结果表明该故障诊断方法具有较高的识别精度。 展开更多
关键词 有载接开关 模态分解 特征选择 Fisher-Score 支持向量机 故障诊断
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VMD和PSO-SVM方法在转子碰摩故障诊断中的应用 预览
19
作者 魏永合 曹怀 卢子乾 《沈阳理工大学学报》 CAS 2019年第4期45-51,共7页
针对转子碰摩故障信号的非平稳性和信噪比低的特点,提出采用变分模态分解和支持向量机相结合的转子碰摩的故障诊断方法。通过变分模态分解对原信号做预处理,分解得到若干本征模函数,采用相关系数法选取有效本征模函数进行重构,提高其信... 针对转子碰摩故障信号的非平稳性和信噪比低的特点,提出采用变分模态分解和支持向量机相结合的转子碰摩的故障诊断方法。通过变分模态分解对原信号做预处理,分解得到若干本征模函数,采用相关系数法选取有效本征模函数进行重构,提高其信噪比,并构造特征矩阵。采用粒子群优化算法优化支持向量机参数,提高支持向量机诊断模型的识别率。通过实验验证,该方法能有效对转子碰磨故障信号进行分解及提取特征,提高了识别率,具有一定的工程实用性。 展开更多
关键词 转子碰摩 模态分解 粒子群优化支持向量机
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变分模态分解在地铁车辆熔断器非短路损坏故障分析 预览
20
作者 靳行 林建辉 邓韬 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第3期146-150,共5页
非短路损坏故障不但增加车辆运营经济成本,而且影响运营线路的运营计划。该文针对熔断器非短路故障频发的地铁车辆,基于NI作为检测硬件设计一套故障诊断测试系统,并应用Dasylab软件搭建系统的采集部分,通过对列车运营时段的测试数据进... 非短路损坏故障不但增加车辆运营经济成本,而且影响运营线路的运营计划。该文针对熔断器非短路故障频发的地铁车辆,基于NI作为检测硬件设计一套故障诊断测试系统,并应用Dasylab软件搭建系统的采集部分,通过对列车运营时段的测试数据进行整体统计分析,应用VMD剔除趋势项,对偏离均值的异常数据应用VMD分析,最终找到熔断器非短路故障频发原因。结果表明,该文所设计的故障诊断测试系统与分析方法是有效并可靠的,可为工程实用提供参考。 展开更多
关键词 模态分解 瞬时频率 熔断器 故障
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