搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

混沌干扰中基于同步挤压小波变换的谐波信号提取方法

汪祥莉 王斌 王文波 喻敏 王震 常毓禅

混沌干扰中基于同步挤压小波变换的谐波信号提取方法

汪祥莉, 王斌, 王文波, 喻敏, 王震, 常毓禅
PDF
导出引用
导出核心图
  • 针对混沌干扰背景下多个谐波信号的提取问题, 提出了一种基于同步挤压小波变换(SST)的谐波信号抽取方法. 首先利用SST将混沌信号和谐波信号组成的混合信号分解为不同的内蕴模态类函数, 然后利用Hilbert变换对分离出的内蕴模态类函数进行频率识别, 从中分离出各谐波信号. 以Duffing混沌背景为例, 对混沌干扰下多谐波信号的提取进行了实验分析. 实验结果表明: 对于不同频率间隔的多个谐波分量, 本文方法的提取结果都具有较高的精度, 而且所提方法对高斯白噪声的干扰具有较好的鲁棒性, 综合提取效果优于经典的经验模态分解方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11201354)、卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放基金(批准号: SOED1405)和冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室开放基金(批准号: Z201303)资助的课题.
    [1]

    Wang W B, Zhang X D, Wang X L 2013 Acta Phys. Sin. 62 069701 (in Chinese) [王文波, 张晓东, 汪祥莉 2013 物理学报 62 069701]

    [2]

    Lu K, Wang F Z, Zhang G L, Fu W H 2013 Chin. Phys. B 22 120202

    [3]

    Li T Z, Wang Y, Luo M K 2013 Chin. Phys. B 22 080501

    [4]

    Lu S X, Wang Z S, Hu Z H, Feng J C 2014 Chin. Phys. B 23 010506

    [5]

    Xing H Y, Cheng Y Y, Xu W 2012 Acta Phys. Sin. 61 100506 (in Chinese) [行鸿彦, 程艳燕, 徐伟 2012 物理学报 61 100506]

    [6]

    Leung H, Huang X P 1996 IEEE Trans. Sign. Process. 44 2456

    [7]

    Haykin S, Li X B 1995 Proc. IEEE 83 94

    [8]

    Stark J, Arumugaw B 1992 Int. J. Bifurc. Chaos 2 413

    [9]

    Wang F P, Guo J B, Wang Z J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1019 (in Chinese) [汪芙平, 郭静波, 王赞基 2001 物理学报 50 1019]

    [10]

    Huang N E, Shen Z, Long S R 1998 Proc. Roy. Soc. London A 454 903

    [11]

    Wang G G, Wang S X 2006 J. Jilin Univ. (Sci. Ed.) 44 439 (in Chinese) [王国光, 王树勋 2006 吉林大学学报(理学版) 44 439]

    [12]

    Li H G, Meng G 2004 Acta Phys. Sin. 53 2069 (in Chinese) [李鸿光, 孟光 2004 物理学报 53 2069]

    [13]

    Wang E F, Wang D Q, Ding Q 2011 J. Commun. 32 60 (in Chinese) [王尔馥, 王冬青, 丁群 2011 通信学报 32 60]

    [14]

    Wang E F, Wang D Q 2012 J. Engineer. Heilongjiang Univ. 3 105 (in Chinese) [王尔馥, 王冬青 2012 黑龙江大学工程学报 3 105]

    [15]

    Chen G D, Wang Z C 2012 Mech. Syst. Sign. Process. 28 259

    [16]

    Liu J L, Ren W X, Wang Z C, Hu Y D 2013 J. Vib. Shock 32 37 (in Chinese) [刘景良, 任伟新, 王佐材, 胡异丁 2013 振动与冲击 32 37]

    [17]

    Daubechies I, Lu J F, Wu H T 2011 Appl. Computat. Harmon. Anal. 2 243

    [18]

    Wu H T 2013 Appl. Computat. Harmon. Anal. 35 181

    [19]

    Gaurav T, Eugene B, Neven S F, Wu H T 2012 Sign. Process. 93 1079

    [20]

    Sylvain M, Thomas O, Stephen M 2012 IEEE Trans. Sign. Process. 60 5787

  • [1]

    Wang W B, Zhang X D, Wang X L 2013 Acta Phys. Sin. 62 069701 (in Chinese) [王文波, 张晓东, 汪祥莉 2013 物理学报 62 069701]

    [2]

    Lu K, Wang F Z, Zhang G L, Fu W H 2013 Chin. Phys. B 22 120202

    [3]

    Li T Z, Wang Y, Luo M K 2013 Chin. Phys. B 22 080501

    [4]

    Lu S X, Wang Z S, Hu Z H, Feng J C 2014 Chin. Phys. B 23 010506

    [5]

    Xing H Y, Cheng Y Y, Xu W 2012 Acta Phys. Sin. 61 100506 (in Chinese) [行鸿彦, 程艳燕, 徐伟 2012 物理学报 61 100506]

    [6]

    Leung H, Huang X P 1996 IEEE Trans. Sign. Process. 44 2456

    [7]

    Haykin S, Li X B 1995 Proc. IEEE 83 94

    [8]

    Stark J, Arumugaw B 1992 Int. J. Bifurc. Chaos 2 413

    [9]

    Wang F P, Guo J B, Wang Z J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1019 (in Chinese) [汪芙平, 郭静波, 王赞基 2001 物理学报 50 1019]

    [10]

    Huang N E, Shen Z, Long S R 1998 Proc. Roy. Soc. London A 454 903

    [11]

    Wang G G, Wang S X 2006 J. Jilin Univ. (Sci. Ed.) 44 439 (in Chinese) [王国光, 王树勋 2006 吉林大学学报(理学版) 44 439]

    [12]

    Li H G, Meng G 2004 Acta Phys. Sin. 53 2069 (in Chinese) [李鸿光, 孟光 2004 物理学报 53 2069]

    [13]

    Wang E F, Wang D Q, Ding Q 2011 J. Commun. 32 60 (in Chinese) [王尔馥, 王冬青, 丁群 2011 通信学报 32 60]

    [14]

    Wang E F, Wang D Q 2012 J. Engineer. Heilongjiang Univ. 3 105 (in Chinese) [王尔馥, 王冬青 2012 黑龙江大学工程学报 3 105]

    [15]

    Chen G D, Wang Z C 2012 Mech. Syst. Sign. Process. 28 259

    [16]

    Liu J L, Ren W X, Wang Z C, Hu Y D 2013 J. Vib. Shock 32 37 (in Chinese) [刘景良, 任伟新, 王佐材, 胡异丁 2013 振动与冲击 32 37]

    [17]

    Daubechies I, Lu J F, Wu H T 2011 Appl. Computat. Harmon. Anal. 2 243

    [18]

    Wu H T 2013 Appl. Computat. Harmon. Anal. 35 181

    [19]

    Gaurav T, Eugene B, Neven S F, Wu H T 2012 Sign. Process. 93 1079

    [20]

    Sylvain M, Thomas O, Stephen M 2012 IEEE Trans. Sign. Process. 60 5787

  • [1] 汪祥莉, 王斌, 王文波, 喻敏. 混沌背景下非平稳谐波信号的自适应同步挤压小波变换提取. 物理学报, 2016, 65(20): 200202. doi: 10.7498/aps.65.200202
    [2] 汪芙平, 郭静波, 王赞基, 萧达川, 李茂堂. 强混沌干扰中的谐波信号提取. 物理学报, 2001, 50(6): 1019-1023. doi: 10.7498/aps.50.1019
    [3] 李鸿光, 孟 光. 基于经验模式分解的混沌干扰下谐波信号的提取方法. 物理学报, 2004, 53(7): 2069-2073. doi: 10.7498/aps.53.2069
    [4] 符懋敬, 庄建军, 宁新宝, 展庆波, 邵毅, 侯凤贞. 基于小波变换的人体步态序列提取. 物理学报, 2010, 59(6): 4343-4350. doi: 10.7498/aps.59.4343
    [5] 王清月, 曹士英, 张志刚, 于 靖, 徐 涛, 邓玉强. 小波变换提取放大超短脉冲载波-包络相位的研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7017-7021. doi: 10.7498/aps.57.7017
    [6] 甘甜, 冯少彤, 聂守平, 朱竹青. 基于分块离散小波变换的图像信息隐藏与盲提取算法. 物理学报, 2012, 61(8): 084203. doi: 10.7498/aps.61.084203
    [7] 游荣义, 陈 忠, 徐慎初, 吴伯僖. 基于小波变换的混沌信号相空间重构研究. 物理学报, 2004, 53(9): 2882-2888. doi: 10.7498/aps.53.2882
    [8] 刘海峰, 代正华, 陈峰, 龚欣, 于遵宏. 混沌动力系统小波变换模数的关联维数. 物理学报, 2002, 51(6): 1186-1192. doi: 10.7498/aps.51.1186
    [9] 张家树, 范永全. 基于集员估计的混沌通信窄带干扰抑制技术. 物理学报, 2008, 57(5): 2714-2721. doi: 10.7498/aps.57.2714
    [10] 蔡远利, 贾 冬, 王忠勇. 混沌系统的小波基控制. 物理学报, 1999, 48(2): 206-212. doi: 10.7498/aps.48.206
    [11] 余海军, 杜建明, 张秀兰. 相干态的小波变换. 物理学报, 2012, 61(16): 164205. doi: 10.7498/aps.61.164205
    [12] 郝建红, 孙志华, 许海波. 干扰信号对两种混沌加密系统的影响及分析. 物理学报, 2007, 56(12): 6857-6864. doi: 10.7498/aps.56.6857
    [13] 秦利, 刘福才, 梁利环, 侯甜甜. 基于液体晃动干扰观测器的航天器混沌姿态H∞控制. 物理学报, 2014, 63(9): 090502. doi: 10.7498/aps.63.090502
    [14] 李广明, 胡志辉. 基于人工蜂群算法的混沌信号盲提取. 物理学报, 2016, 65(23): 230501. doi: 10.7498/aps.65.230501
    [15] 宋彤, 李菡. 基于小波回声状态网络的混沌时间序列预测. 物理学报, 2012, 61(8): 080506. doi: 10.7498/aps.61.080506
    [16] 李佳蔚, 鹿力成, 郭圣明, 马力. warping变换提取单模态反演海底衰减系数. 物理学报, 2017, 66(20): 204301. doi: 10.7498/aps.66.204301
    [17] 张鲲, 张扬, 查晓明, 熊一, 彭光强, 樊友平. 交直交型机车的高频谐波混沌分析. 物理学报, 2012, 61(20): 200512. doi: 10.7498/aps.61.200512
    [18] 邓玉强, 邢岐荣, 郎利影, 柴 路, 王清月, 张志刚. THz波的小波变换频谱分析. 物理学报, 2005, 54(11): 5224-5227. doi: 10.7498/aps.54.5224
    [19] 孟繁义, 吴 群, 吴 健. 1.7—2.7GHz宽频带小单元异向介质设计及其介质参数提取. 物理学报, 2006, 55(5): 2194-2199. doi: 10.7498/aps.55.2194
    [20] 冯 稷, 翟光杰, 张利华, 赵 莉. 小波变换在心磁信号处理中的应用. 物理学报, 2005, 54(4): 1943-1949. doi: 10.7498/aps.54.1943
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1258
  • PDF下载量:  5087
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-31
  • 修回日期:  2014-12-25
  • 刊出日期:  2015-05-20

混沌干扰中基于同步挤压小波变换的谐波信号提取方法

  • 1. 武汉理工大学计算机科学与技术学院, 武汉 430063;
  • 2. 国家海洋局第二研究所, 卫星海洋环境动力学国家重点实验室, 杭州 310012;
  • 3. 武汉科技大学信息科学与工程学院, 武汉 430081;
  • 4. 武汉科技大学信息与计算科学系, 武汉 430065;
  • 5. 中国人民大学财政金融学院, 北京 100872
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11201354)、卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放基金(批准号: SOED1405)和冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室开放基金(批准号: Z201303)资助的课题.

摘要: 针对混沌干扰背景下多个谐波信号的提取问题, 提出了一种基于同步挤压小波变换(SST)的谐波信号抽取方法. 首先利用SST将混沌信号和谐波信号组成的混合信号分解为不同的内蕴模态类函数, 然后利用Hilbert变换对分离出的内蕴模态类函数进行频率识别, 从中分离出各谐波信号. 以Duffing混沌背景为例, 对混沌干扰下多谐波信号的提取进行了实验分析. 实验结果表明: 对于不同频率间隔的多个谐波分量, 本文方法的提取结果都具有较高的精度, 而且所提方法对高斯白噪声的干扰具有较好的鲁棒性, 综合提取效果优于经典的经验模态分解方法.

English Abstract

参考文献 (20)

目录

    /

    返回文章
    返回