[發(fā)明專利]一種基于變分模態(tài)分解的爆炸沖擊波信號時/頻分解方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010801880.8 | 申請日： | 2020-08-11 |
| 公開（公告）號： | CN111998935B | 公開（公告）日： | 2022-08-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃正祥;尚偉;祖旭東;肖強(qiáng)強(qiáng);賈鑫;馬彬 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01H11/08 | 分類號： | G01H11/08;G06F17/14 |
| 代理公司： | 南京理工大學(xué)專利中心 32203 | 代理人： | 陳鵬 |
| 地址： | 210018 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 變分模態(tài) 分解 爆炸 沖擊波 信號 方法 | ||
1.一種基于變分模態(tài)分解的爆炸沖擊波信號時/頻分解方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1.獲取原始爆炸沖擊波信號波形；
S2.根據(jù)爆炸沖擊波信號波形，獲取爆炸沖擊波信號頻譜；
S3.依據(jù)爆炸沖擊波信號頻譜的波形特征對爆炸沖擊波信號頻譜進(jìn)行分段，令VMD算法的分解層數(shù)等于信號頻譜的分段數(shù)；
S4.將分解層數(shù)代入VMD算法對懲罰因子的取值進(jìn)行迭代計算，直至滿足求解終止條件使分解結(jié)果同時滿足時頻分辨率和重構(gòu)誤差要求，得到懲罰因子的最終取值；其中，求解終止條件具體為：
式中，f表示原始爆炸沖擊波信號，K表示信號分解層數(shù)，uj和uk均表示爆炸沖擊波信號分量，其中j和k用于區(qū)分不同的分量信號；e表示重構(gòu)信號能量差，ε1為e的最大允許值，IO表示分量信號的整體正交系數(shù)，ε2為IO的最大允許值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變分模態(tài)分解的爆炸沖擊波信號時/頻分解方法，其特征在于，S2中采用快速傅里葉變換法獲取爆炸沖擊波信號頻譜，具體方法為：
式中，F(xiàn)為快速傅里葉變換結(jié)果，f為原始爆炸沖擊波信號，N為采樣點(diǎn)數(shù)，m和n取值均為0到N-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變分模態(tài)分解的爆炸沖擊波信號時/頻分解方法，其特征在于，VMD算法的具體內(nèi)容包括：
預(yù)設(shè)VMD算法所得分量信號表示為：
uk(t)＝Ak(t)cos(φk(t))
式中，uk(t)表示爆炸沖擊波信號分量，又稱IMF分量；Ak(t)為幅值函數(shù)，φk(t)為相位函數(shù)；
VMD爆炸沖擊波信號時頻分解的變分表達(dá)式為：
約束條件為：∑uk＝f，f為原始爆炸沖擊波信號；
uk和ωk的中心頻率更新公式分別為：
式中，ωk為IMF分量的中心頻率，α為懲罰因子，懲罰因子的取值范圍由信號長度確定。
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