文档gydF4y2Ba

emdgydF4y2Ba

经验模态分解gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

[国际货币基金组织,残余]= emd (X)gydF4y2Ba
[IMF,残余,信息] = EMD(X)gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba] = EMD(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba,名称,值)gydF4y2Ba
EMD(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba,gydF4y2Ba剩余gydF4y2Ba] = EMD(gydF4y2BaXgydF4y2Ba)gydF4y2Ba返回基本模式gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba和残余信号gydF4y2Ba剩余gydF4y2Ba对应于的经验模式分解gydF4y2BaXgydF4y2Ba。使用gydF4y2BaemdgydF4y2Ba以分解和简化复杂信号转换成有限数量的执行希尔伯特谱分析所需固有模式函数。gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba,gydF4y2Ba剩余gydF4y2Ba,gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba] = EMD(gydF4y2BaXgydF4y2Ba)gydF4y2Ba返回其他信息gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba用于诊断的IMFs和剩余信号。gydF4y2Ba

(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba] = EMD(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba,gydF4y2Ba名称,值gydF4y2Ba)gydF4y2Ba估计EMD与一个或多个指定的其他选项gydF4y2Ba名称,值gydF4y2Ba对参数。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

EMD(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba)gydF4y2Ba绘出了原始信号,IMF分量,并且如在同一图中的次要情节残差信号。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

对于这个例子,考虑与频率的明显变化的正弦波构成的非平稳连续信号。手持式凿岩机的振动,或焰火的声音是连续的非平稳信号的示例。gydF4y2Ba

与采样频率加载非平稳信号数据gydF4y2BafsgydF4y2Ba,并将混合正弦信号可视化。gydF4y2Ba

加载(gydF4y2Ba'sinusoidalSignalExampleData.mat'gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“X”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba'FS'gydF4y2Ba);T =(0:长度(X)-1)/ FS;情节(T,X);xlabel(gydF4y2Ba'时间(s)'gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

观察混合信号中包含不同振幅和频率值的正弦波。gydF4y2Ba

为了创建希尔伯特频谱图,你需要的信号的IMF。执行经验模式分解来计算信号的本征模式的功能和残差。由于信号不通畅,指定“gydF4y2BapchipgydF4y2Ba“作为gydF4y2Ba插值gydF4y2Ba方法。gydF4y2Ba

[IMF,残余,信息] = EMD(X,gydF4y2Ba“插值”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba'pchip'gydF4y2Ba);gydF4y2Ba
当前的国际货币基金组织(IMF) | #筛Iter | |停止准则的相对托尔触及0.026352 1 | 2 | | SiftMaxRelativeTolerance 2 | 2 | 0.0039573 | SiftMaxRelativeTolerance 3 | 1 | 0.024838 | SiftMaxRelativeTolerance 4 | 2 | 0.05929 | SiftMaxRelativeTolerance 5 | 2 | 0.11317 | SiftMaxRelativeTolerance 6 | 2 | 0.12599 | SiftMaxRelativeTolerance 7 | 2 | 0.13802 | SiftMaxRelativeTolerance 8 | 3 | 0.15937 | SiftMaxRelativeTolerancegydF4y2Ba

在命令窗口中产生的表指示SIFT迭代的次数,相对公差,并且对于每个所产生的IMF筛停止标准。此信息也包含在gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba。您可以通过指定隐藏表gydF4y2Ba显示gydF4y2Ba作为gydF4y2Ba0gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

创建使用希尔伯特频谱图gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba用经验模态分解得到的分量。gydF4y2Ba

HHT(IMF,FS);gydF4y2Ba

的频率与时间的曲线图是稀疏情节与指示在IMF每个点的瞬时能量的垂直彩色条。该图表示从原始混合信号分解各成分的瞬时频率的频谱。从图中,三周的IMF与以1秒的频率有明显的改变观测。gydF4y2Ba

对于这个例子,考虑与频率的明显变化的正弦波构成的非平稳连续信号。手持式凿岩机的振动,或焰火的声音是连续的非平稳信号的示例。gydF4y2Ba

加载非平稳信号数据,和可视化,混合正弦信号。gydF4y2Ba

加载(gydF4y2Ba'sinusoidalSignalExampleData.mat'gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“X”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba'FS'gydF4y2Ba);情节(X);gydF4y2Ba

观察混合信号中包含不同振幅和频率值的正弦波。gydF4y2Ba

执行经验模式分解绘制基本模式和残余信号。由于信号不通畅,指定“gydF4y2BapchipgydF4y2Ba“作为gydF4y2Ba插值gydF4y2Ba方法。gydF4y2Ba

emd (X,gydF4y2Ba“插值”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba'pchip'gydF4y2Ba);gydF4y2Ba
当前的国际货币基金组织(IMF) | #筛Iter | |停止准则的相对托尔触及0.026352 1 | 2 | | SiftMaxRelativeTolerance 2 | 2 | 0.0039573 | SiftMaxRelativeTolerance 3 | 1 | 0.024838 | SiftMaxRelativeTolerance 4 | 2 | 0.05929 | SiftMaxRelativeTolerance 5 | 2 | 0.11317 | SiftMaxRelativeTolerance 6 | 2 | 0.12599 | SiftMaxRelativeTolerance 7 | 2 | 0.13802 | SiftMaxRelativeTolerance 8 | 3 | 0.15937 | SiftMaxRelativeTolerancegydF4y2Ba

产生与原始信号时,第一3周的IMF,残留的交互式绘图。在命令窗口中产生的表指示SIFT迭代的次数,相对公差,并且对于每个所产生的IMF筛停止标准。您可以通过指定隐藏表gydF4y2Ba显示gydF4y2Ba作为gydF4y2Ba0gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

右键单击图中的空白区域,打开gydF4y2Ba国际货币基金组织的选择器gydF4y2Ba窗口。使用gydF4y2Ba国际货币基金组织的选择器gydF4y2Ba以选择性地查看生成的IMF,原始信号,和残差。gydF4y2Ba

选择货币基金组织从列表中显示。选择是否显示原始信号和剩余的情节。gydF4y2Ba

所选的IMF现在显示在图上。gydF4y2Ba

使用情节就可以看到来自原始信号与残留一起分解的各个组件。注意,剩余计算为的IMF的总数,并且不改变基于在所选择的的IMFgydF4y2Ba国际货币基金组织的选择器gydF4y2Ba窗口。gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

均匀采样时域信号,指定为矢量或单数据列时间表。gydF4y2Ba

名称-值对的观点gydF4y2Ba

的可选逗号分隔对gydF4y2Ba名称,值gydF4y2Ba参数。gydF4y2Ba名称gydF4y2Ba参数名称和gydF4y2Ba值gydF4y2Ba是对应的值。gydF4y2Ba名称gydF4y2Ba必须出现内单引号(gydF4y2Ba“”gydF4y2Ba)。您可以按照任何顺序指定多个名称和值对参数gydF4y2Ba名1,值1,...,NameN,值NgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

例:gydF4y2Ba…“MaxNumIMF”5gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

Cauchy型收敛标准,指定为逗号分隔的一对组成的“gydF4y2BaSiftRelativeTolerancegydF4y2Ba“和一个正标量。gydF4y2BaSiftRelativeTolerancegydF4y2Ba是筛选停止标准之一,即,筛选停止时,当前相对公差是小于gydF4y2BaSiftRelativeTolerancegydF4y2Ba。gydF4y2Ba

过筛最大迭代次数,指定为逗号分隔的一对组成的“gydF4y2BaSiftMaxIterationsgydF4y2Ba'和正标量整数。gydF4y2BaSiftMaxIterationsgydF4y2Ba是筛选停止条件之一,即,筛选停止时,当前的迭代次数大于gydF4y2BaSiftMaxIterationsgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

SiftMaxIterationsgydF4y2Ba只能使用正整数指定。gydF4y2Ba

提取的IMF的最大数目,指定为逗号分隔的一对组成的“gydF4y2BaMaxNumIMFgydF4y2Ba'和正标量整数。gydF4y2BaMaxNumIMFgydF4y2Ba是分解停止准则,即一个,停止分解时产生的IMF的数量等于gydF4y2BaMaxNumIMFgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

MaxNumIMFgydF4y2Ba只能使用正整数指定。gydF4y2Ba

剩余信号的最大极值数,指定为逗号分隔对,由gydF4y2BaMaxNumExtremagydF4y2Ba'和正标量整数。gydF4y2BaMaxNumExtremagydF4y2Ba是分解停止准则,即一个,分解时极值的数目小于停止gydF4y2BaMaxNumExtremagydF4y2Ba。gydF4y2Ba

MaxNumExtremagydF4y2Ba只能使用正整数指定。gydF4y2Ba

信号至剩余能量比,指定为逗号分隔的一对组成的“gydF4y2BaMaxEnergyRatiogydF4y2Ba'和一个标量。gydF4y2BaMaxEnergyRatiogydF4y2Ba是信号的能量中的过筛的开始和平均包络能量的比值。gydF4y2BaMaxEnergyRatiogydF4y2Ba是否有一个分解停止的条件,即当电流能量比大于时分解停止gydF4y2BaMaxEnergyRatiogydF4y2Ba。gydF4y2Ba

用于包络结构内插方法,指定为逗号分隔的一对组成的“gydF4y2Ba插值gydF4y2Ba”,要么gydF4y2Ba“花”gydF4y2Ba要么gydF4y2Ba'pchip'gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

指定gydF4y2Ba插值gydF4y2Ba如:gydF4y2Ba

  • “花”gydF4y2Ba如果gydF4y2BaXgydF4y2Ba是平滑的信号gydF4y2Ba

  • 'pchip'gydF4y2Ba如果gydF4y2BaXgydF4y2Ba是一个非光滑信号gydF4y2Ba

”gydF4y2Ba样条gydF4y2Ba“内插方法使用三次样条,同时gydF4y2Ba'pchip'gydF4y2Ba采用分段三次埃尔米特插值多项式方法。gydF4y2Ba

切换信息显示在命令窗口中,指定为逗号分隔的对,包括'gydF4y2Ba显示gydF4y2Ba'和是1或0,在命令窗口中产生的表指示SIFT迭代的次数,相对公差,并且对于每个所产生的IMF筛停止标准。指定gydF4y2Ba显示gydF4y2Ba作为1,以显示表或0隐藏表。gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

固有模式函数,返回作为基质或时间表。gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba是具有相同数量的极值和过零点的,其包络线是对称于零的任何功能。使用gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba利用Hilbert-Huang变换对信号进行光谱分析。gydF4y2Ba

国际货币基金组织gydF4y2Ba返回为:gydF4y2Ba

  • 每一列都是的矩阵gydF4y2Ba国际货币基金组织gydF4y2Ba, 什么时候gydF4y2BaXgydF4y2Ba是矢量gydF4y2Ba

  • 一个时间表,当gydF4y2BaXgydF4y2Ba是单数据列时间表吗gydF4y2Ba

信号的残差,作为列向量或单列时间表返回数据。gydF4y2Ba剩余gydF4y2Ba表示原始信号的所述部分gydF4y2BaXgydF4y2Ba不分解gydF4y2BaemdgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

剩余gydF4y2Ba返回为:gydF4y2Ba

  • 列向量,当gydF4y2BaXgydF4y2Ba是一个矢量。gydF4y2Ba

  • 一个单一的数据列时间表,何时gydF4y2BaXgydF4y2Ba是一个单一的数据列的时间表。gydF4y2Ba

用于诊断的其他信息,以结构形式返回,其中包含以下字段:gydF4y2Ba

  • NumIMFgydF4y2Ba- 的IMF的数量从信号中提取gydF4y2Ba

  • NumExtremagydF4y2Ba-每个IMF的极值数gydF4y2Ba

  • NumZeroCrossinggydF4y2Ba- 过零号每个IMFgydF4y2Ba

  • NumSiftinggydF4y2Ba- 每个IMF进行siftings数gydF4y2Ba

  • MeanEnvelopeEnergygydF4y2Ba- 上,下包络线的每个IMF计算获得的平均能源gydF4y2Ba

  • RelativeTolerancegydF4y2Ba-每个货币基金组织的相对容忍度gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

经验模式分解gydF4y2Ba

emdgydF4y2Ba分解的信号gydF4y2BaX (t)gydF4y2Ba成gydF4y2BakgydF4y2Ba的本征模函数编号(IMF),和残余gydF4y2BargydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba使用筛分工艺。在筛分工艺的简要概述,在上市gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba和gydF4y2Ba[2]gydF4y2Ba,如下:gydF4y2Ba

  1. 查找信号局部最大值和最小值gydF4y2BaX (t)gydF4y2Ba构造一个上层信封gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba+gydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba和下包络线gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba-gydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

  2. 计算平均包络gydF4y2Ba我gydF4y2Ba日gydF4y2Ba迭代,gydF4y2Ba米gydF4y2BaK,IgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba,gydF4y2Ba

    米gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba +gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba -gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba

  3. 与gydF4y2BacgydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba=gydF4y2BaX (t)gydF4y2Ba对于第一次迭代,从剩余信号中减去平均包络,gydF4y2Ba

    cgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba cgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba -gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba

    如果gydF4y2BacgydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba不匹配的IMF的标准,步骤4和5被跳过。该程序在步骤1再次重复用的新值gydF4y2BacgydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

  4. 如果gydF4y2BacgydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba与货币基金组织的标准相匹配,计算一个新的剩余值。要更新剩余信号,则减去gydF4y2BakgydF4y2Ba日gydF4y2Ba由之前的残差信号,gydF4y2Ba

    rgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba rgydF4y2Ba kgydF4y2Ba -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba -gydF4y2Ba cgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba

  5. 然后从步骤1开始,将得到的残差作为新的信号gydF4y2BargydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba和存储gydF4y2BacgydF4y2BakgydF4y2Ba(t)gydF4y2Ba作为一个固有模态函数。gydF4y2Ba

为gydF4y2BaNgydF4y2Ba固有模式的功能,原始信号被表示为,gydF4y2Ba

XgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ΣgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba NgydF4y2Ba cgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba +gydF4y2Ba rgydF4y2Ba NgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba

有关筛选过程的更多信息,请参见gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba和gydF4y2Ba[2]gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

SiftRelativeTolerancegydF4y2Ba

SiftRelativeTolerancegydF4y2Ba柯西式停止准则是在gydF4y2Ba[4]gydF4y2Ba。筛选停止时电流相对误差小于gydF4y2BaSiftRelativeTolerancegydF4y2Ba。当前相对公差定义为,gydF4y2Ba

RgydF4y2Ba egydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba lgydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba cgydF4y2Ba egydF4y2Ba ≜gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba cgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba pgydF4y2Ba rgydF4y2Ba egydF4y2Ba vgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba -gydF4y2Ba cgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba cgydF4y2Ba ugydF4y2Ba rgydF4y2Ba rgydF4y2Ba egydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba cgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba cgydF4y2Ba ugydF4y2Ba rgydF4y2Ba rgydF4y2Ba egydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba

MaxEnergyRatiogydF4y2Ba

能量比是筛选开始时信号的能量与平均包络能量的比值。gydF4y2Ba[3]gydF4y2Ba当电流能量比大于时分解停止gydF4y2BaMaxEnergyRatiogydF4y2Ba。为gydF4y2BakgydF4y2Ba首先,gydF4y2BaEnergyRatiogydF4y2Ba被定义为,gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba ngydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba ggydF4y2Ba ygydF4y2Ba RgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ogydF4y2Ba ≜gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 日志gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba XgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba rgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba )gydF4y2Ba

参考gydF4y2Ba

[1]诺登E.黄,政审,史蒂芬R.龙,曼丽C.吴幸H.西施,郑Quanan,乃铨日元,志巢东理,亨利H. LiuProc。R. SOC。林斯顿。A.“的EMD和非线性和非平稳时间序列分析希尔伯特谱”。gydF4y2Ba伦敦的皇家学会报告。A系列:数学,物理和工程科学gydF4y2Ba1998年454 903-995。10.1098 / rspa.1998.0193。gydF4y2Ba

[2] Rilling, G & Flandrin, Patrick & Goncalves,保罗。“关于经验模式分解及其算法”。gydF4y2Ba非线性信号和图像处理的IEEE-EURASIP研讨会gydF4y2Ba2003.NSIP-03。第8 - 11级,意大利。。gydF4y2Ba

[3] Rato, R.T. & Ortigueira, Manuel & Batista, Arnaldo。“关于HHT,它的问题,和一些解决方案。”万博 尤文图斯gydF4y2Ba机械系统和信号处理gydF4y2Ba2008年22 1374年至1394年。10.1016 / j.ymssp.2007.11.028。gydF4y2Ba

[4]王岗,陈,险要和乔,方立武,昭化和黄,诺登。“在固有模式功能。”gydF4y2Ba在自适应数据分析的研究进展gydF4y2Ba2010.2.277 - 293。10.1142 / S1793536910000549。gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

C / C ++代码生成gydF4y2Ba
生成使用MATLAB®编码器™C和C ++代码。gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

介绍了R2018agydF4y2Ba

是这个主题有帮助吗?gydF4y2Ba