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振　动　与　冲　击 第３４卷第４期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．４ ２０１５　  解相关 ＥＭＤ：消除模态混叠的新方法 １，２ １ 肖　瑛 ，殷福亮 （１．大连理工大学 电子信息与电气工程学部，辽宁　大连　１１６０２４；２．大连民族学院 信息与通信工程学院，辽宁　大连　１１６６００） 　　摘　要：模态混叠是制约希尔伯特－黄变换（Ｈｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，简称ＨＨＴ）在工程上推广应用的一个主要 难题，采用在经验模态分解（Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍｏｄｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，简称ＥＭＤ）过程中嵌入解相关操作有效解决了ＥＭＤ过程中产 生的模态混叠问题。模态混叠的本质是各本征模态函数（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｍｏｄｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，简称ＩＭＦ）分量之间信息相互耦合，无法 表征有意义的物理过程，因此可认为模态混叠现象是由于ＩＭＦ之间不完全正交导致。根据零均值随机信号正交性与不 相关具有等价关系，在ＥＭＤ过程中嵌入解相关操作，可有效保证ＩＭＦ之间的正交性，消除模态混叠。仿真信号处理结果 证明了方法的有效性。 关键词：经验模态分解；解相关；正交性；时频分析 中图分类号：ＴＮ９５７．５２　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１５．０４．００５ Ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ＥＭＤ：ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇ ＸＩＡＯ Ｙｉｎｇ１，２ ，ＹＩＮＦｕ-ｌｉａｎｇ１ （１．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６６００，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇｉｓｏｎｅ ｏｆｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆＨＨＴｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｈｅｒｅ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇａ ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｎｔｏ ＥＭＤ ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｃｅ ｏｆｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇ ｗａｓ ｍｕｔｕａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ＩＭＦｓ，ｉｔ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈａｔ ａ ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｂｅ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｓｅ ＩＭＦｓ，ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇ ｗａｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈａｔ ＩＭＦｓｗｅｒｅ ｎｏｔ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ．Ａｓ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｏｎ- ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆａ ｒａｎｄｏｍ ｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ ａ ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｉｎｔｏ ＥＭＤ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ＩＭＦｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｍｏｄｅ ｍｉｘｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＭＤ；ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ；ｔ