【MATLAB】EMD+FFT+HHT组合算法

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简介: 【MATLAB】EMD+FFT+HHT组合算法

【MATLAB】EMD+FFT+HHT组合算法

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1 基本定义

EMD(经验模态分解)是一种信号分解方法,它将一个信号分解成有限个本质模态函数(EMD)的和,每个EMD都是具有局部特征的振动模式。EMD分解的主要步骤包括将信号的局部极大值和极小值连接起来,形成一些局部极值包络线,然后通过线性插值得到一条平滑的包络线,并将原信号减去该包络线,得到一条局部振荡的残差信号。重复这个过程,直到无法再分解出新的局部振荡模式为止。将所有的局部振荡模式相加,得到原始信号的EMD分解。EMD分解的优点是能够很好地处理非线性和非平稳信号,并且不需要预先设定基函数。

FFT(快速傅里叶变换)是一种高效计算离散傅里叶变换(DFT)及其逆变换的方法,被广泛应用于信号处理、图像处理等领域。其主要思想是通过合理选择样本点,将离散傅里叶变换和逆变换的计算转化为高效计算矩阵乘法和傅里叶级数。FFT在数字信号处理、图像处理等领域被广泛应用,因为它可以快速地计算出信号的频谱。

HHT(Hilbert-Huang变换)是一种新的信号分析方法,能够同时提供信号的时间和频率信息,适用于非线性和非平稳信号的分析。HHT主要由EMD和希尔伯特谱分析两部分组成。在EMD中,每个IMF(固有模态函数)都代表了信号中的一个频率分量,通过选择合适的模态分量,可以将信号的不同频率成分有效地分离。而希尔伯特谱分析则可以对分离出的频率分量进行时间上的分析,进一步揭示信号的频率和时间分布特征。

组合算法EMD+FFT+HHT的原理是利用EMD对信号进行分解,得到一系列的IMF(固有模态函数)和一个残余分量。对每个IMF进行FFT计算,得到其频谱信息。然后利用HHT对每个IMF进行希尔伯特谱分析,得到每个IMF的时间和频率信息。通过这种组合算法,可以更全面地分析信号的特征,提取出有用的信息。

需要注意的是,在实际应用中,EMD、FFT和HHT的具体算法可能存在一定的差异和优化,以适应不同的应用场景和数据特点。此外,这种组合算法也需要一定的计算资源和时间成本,需要根据实际情况进行选择和应用。

2 出图效果

附出图效果如下:

附视频教程操作:

3 代码获取

【MATLAB】EMD+FFT+HHT 组合算法

https://mbd.pub/o/bread/ZZablJxs

MATLAB 开源算法及绘图代码合集汇总一览

https://www.aliyundrive.com/s/9GrH3tvMhKf

提取码: f0w7

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