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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
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  • 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]

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    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

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    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]

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    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]

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

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-31
  • 修回日期:  2014-12-25
  • 刊出日期:  2015-05-05

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)

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