EMD信号分析方法端点效应分析

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计（论文）

EMD信号分析方法端点效应分析

年 级:2005级 学 号:20051198 姓 名:郭云喜

专 业:测控技术与仪器 指导老师:宁静

2009年6月

西南交通大学本科生毕业设计（论文） 第I页

院 系 机械工程学院 专 业 测控技术与仪器 年 级 2005级 姓 名 郭云喜

题 目 EMD信号分析方法端点效应分析

指导教师

评 语

指导教师 (签章)

评 阅 人

评 语

评 阅 人 (签章)

成 绩

答辩委员会主任 (签章)

年 月 日

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第II页

毕业设计（论文）任务书

班 级 测控二班 学生姓名 郭云喜 学 号 20051198 发题日期： 2009 年4月27日 完成日期： 6月15日

题 目 EMD信号分析方法端点效应分析 1、本论文的目的、意义 经验模态分解（EMD）是一种新的信号分析方法，运用EMD方法对信号进行分析，把复杂的信号分解成若干个IMF分量之和。使用BP神经网络对信号进行训练、延拓，以抑制端点效应对信号EMD分解的影响，然后同样进行EMD分析，再同之前未经过训练、延拓的信号进行对比，以验证BP神

经网络延拓对抑制端点效应的可行性和有效性。 2、学生应完成的任务 （1）查阅资料了解希尔伯特黄变换以及EMD方法。

（2）熟悉MATLAB编程语言，能使用它进行信号分析。

（3）选择信号处理方案，了解神经网络。

（4）用选择的方案编程，对信号进行相关的分析处理。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）

第一部分 查阅希尔伯特黄变换和EMD方法的相关资料，从总体上了解毕业设计的主要要求。 （2周）

第二部分 熟悉需要用到的相关软件的使用。（3周） 第三部分 编写和调试设计中的各种程序。 （4周）

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第III页

第四部分 针对毕业设计系统里面的出现问题进行修改和完成毕业论文的撰写。 （2周） 评阅及答辩

指导教师： 宁静 2009年 4月 27日 毕业论文答辩和论文的后续修改。 （1周）

审 批 人：

年月 日

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第IV页

摘要

经验模态分解(EMD)是一种新的处理非线性、非平稳的数据分析方法，在应用经验模态分解（EMD）处理数据的时候，端点效应成为影响该方法精度的主要因素，即在“筛分”的过程中上下包络在数据序列的两端会出现发散现象。端点效应会增加一些虚假成分，信号的总能量也随之增加。对于解决该问题，目前已经提出了多种方法。例如直接以数据端点作为极值点、多项式拟合算法、神经网络延拓算法、极值点与对称延拓相结合等多种算法。本文就神经网络中的BP神经网络对数据延拓进行分析。

首先，论文阐述了EMD、端点效应、端点延拓以及神经网络的基本概念，研究了EMD的分解原理与算法，分析了端点效应对信号分析产生的影响，并对EMD分解中应注意的问题进行了分析研究。

其次，重点阐述神经网络中的BP神经网络。相比于其他神经网络，如径向基神经网络，Elman神经网络，Hopfield神经网络等等，BP神经网络在应用上有哪些优点以及还存在有哪些不足之处，需要进行改进的。

最后，对一个仿真信号作EMD分析，用BP神经网络对该仿真信号端点延拓后再进行EMD分析，对前后分析的结果进行比较，验证了BP神经网络延拓抑制端点效应的可行性和有效性。在此基础上，对试验数据作EMD分析，同样用BP神经网络端点延拓后再进行EMD分析，再进行比较。

关键词：经验模态分解 端点效应 数据延拓

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