HHT时频分析方法的研究与应用

论文摘要

本文研究了一种被称为Hilbert-Huang Transform（简称HHT）的时频分析方法,并在HHT方法的基础上提出一种改进方案,即用对称延拓和周期延拓技术对待分析信号进行先延拓后截取,从而减弱或消除EMD算法的端点效应。通过仿真实验说明这两种方法对EMD算法的端点效应具有很好的抑制作用。本文用改进后的HHT时频分析方法分析了频率突变信号、调频信号、暂态信号等一系列非线性/线性、非平稳/平稳信号,产生了很好的分析效果,说明该方法既适用于线性、平稳信号的分析和处理,也适用于非线性、非平稳信号的分析和处理;同时,通过仿真实验将HHT时频分析方法与传统的时频分析方法,如:短时Fourier变换、Wigner-Ville分布和小波变换进行了比较研究,论证了HHT时频分析方法的强自适应性和在时频聚集性方面的优势。最后将改进后的HHT时频分析方法用于信号去噪和雷达回波信号处理中。通过对加有色噪声的非平稳信号和雷达回波信号进行分析和处理,说明即使在强噪声背景下,HHT时频分析方法仍能很好地恢复或提取出信号的时频特性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 本文主要研究内容
• 1.3 本章小结
• 第二章 HHT 算法实现原理及仿真实验
• 2.1 HHT 中的重要概念
• 2.1.1 瞬时频率
• 2.1.2 本征模函数IMF
• 2.2 HHT 算法的实现原理
• 2.2.1 EMD 算法的实现过程
• 2.2.2 Hilbert Spectral Analysis
• 2.2.3 HHT 算法流程图
• 2.3 本章小结
• 第三章 EMD 算法研究与改进
• 3.1 EMD 算法中的端点效应问题
• 3.2 信号序列对称延拓
• 3.3 信号序列周期延拓
• 3.4 本章小结
• 第四章 改进的HHT 算法与典型时频分析方法的比较研究及仿真实验
• 4.1 频率突变信号
• 4.2 暂态信号
• 4.3 线性调频信号
• 4.4 高斯调幅线性调频信号
• 4.5 正弦调频信号
• 4.6 线性调频叠加信号
• 4.7 本章小结
• 第五章 HHT 时频分析方法在信号去噪及雷达回波信号处理中的应用
• 5.1 信号去噪
• 5.2 HHT 方法在雷达回波信号处理中的应用
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介