经验模态分解中包络线算法

经验模态分解(EMD)是一种先进的信号处理方法,对非线性、非平稳信号具有独特的分析能力.它的包络线算法存在着过冲/欠冲和端点问题,影响信号分解质量.分析了过冲/欠冲和端点问题产生的原因,提出了采用保形分段3次插值方法作为EMD分解过程中的包络算法,解决了拟合包络线的过冲/欠冲问题;采用端点处包络线位置预测,对端点处的包络线位置加以约束,与极值点对称延拓的方法结合使用,充分利用信号本身信息,一定程度上抑制了端点问题.最后,用一个仿真实验验证了该方法的有效性.     

经验模态分析法在雷达信号脉内分析中的应用

雷达脉内特征分析是信号分选领域一个重要手段,当脉内信号有多个雷达信号交叠在一起时,很难分析出其各自的调制方式。经验模态分解(EMD)在分析非平稳混合信号时效果显著,但其存在2个明显弊端。针对端点效应问题,首先采用小波分解将信号分解成各分量,随后对除噪声外的各分量利用ARMA模型对信号进行预测,接着对预测后的各分量进行小波重构,从而消除了端点效应,针对虚假分量的问题,结合雷达信号的特点改进了其终止条件,提高了EMD分解的性能。最后,对EMD分解后的各分量进行时频分析,得出雷达脉内信号的调制特征。仿真验证了算法的有效性。     

基于固有时间尺度分解的能量算子解调法及故障诊断应用

针对Teager能量算子包络解调方法主要用于对单分量的调幅调频信号进行解调,而真实机械故障信号多为多分量的调幅调频信号的问题,提出了能量算子与固有时间尺度分解相结合的解调方法.首先,利用固有时间尺度分解法将原始振动信号分解为若干个固有旋转分量和一个单调趋势项,并基于波形匹配算法实现原始数据的自适应端点延拓以解决分解过程中的端点效应;然后再选取合适的固有旋转分量,利用能量算子方法实现调制信号的包络解调;最后,将该方法应用于仿真信号和故障模拟信号.结果表明:该方法能有效地提取机械振动信号的故障特征.     

基于B样条插值曲线直接筛选的EMD及其在机械振动信号处理中的应用

经典的经验模式分解(EMD)方法通过求解信号的上下2条三次样条包络曲线的均值曲线,实现对原始信号的分解.但是对于非平稳、非线性信号,包络平均无法代替真正的局部平均.另外,基于包络平均的分解方法还会引入极值过冲和欠冲问题.利用B样条的良好局部性质直接计算信号的局部均值插值曲线,克服了三次样条包络方法在EMD分解中的不足.通过对旋转机械故障振动信号的分解处理,表明基于B样条局部均值插值曲线的经验模式分解方法得到的固有模式函数更符合信号的真实物理意义,分解结果更好.     

基于 EEMD 的滚动轴承故障诊断方法

针对经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）方法处理轴承振动信号时存在的缺点,指出极值点的选择是产生模态混叠现象的原因。分析了集成经验模态分解（ensemble empirical mode decomposi-tion,EEMD）方法抑制模态混叠现象的原理,讨论了加入高斯白噪声的次数和大小对 EEMD 方法分解结果的影响,并通过仿真和实测信号对 EMD 和 EEMD 方法的性能进行了比较测试。结果表明：EEMD 方法不仅能够有效地抑制模态混叠现象,而且能更好地反映出轴承振动信号中的故障信息。同时,对通过 EEMD 方法得到的重构信号进行平方包络分析,结果证明：该方法能够有效地提取出滚动轴承的故障特征。     

基于改进EMD的信号降噪方法

经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)算法作为新型时频分析方法受到广泛关注,它基于信号的极值特性处理信号,具有自适应强、无需预先确定基函数的优点。但EMD算法本身仍存在模态混叠及EMD强制降噪法易导致信号失真等一系列问题。针对EMD算法的缺陷,提出基于自相关函数的集合经验模态分解方法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)与小波阈值降噪相结合的改进算法。首先利用自相关函数对高频固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)进行选择,然后利用小波阈值降噪法为EEMD设定阈值,最后将改进算法用于信号降噪,并与快速傅里叶变换(FFT)算法、小波阈值算法以及EMD强制降噪算法进行比较。该方法的优点是克服了EMD算法的不足,避免了模态混叠现象,有效地保留了高频信号中分量,降噪效果更好。     

基于改进希尔伯特-黄变换的进动目标周期估计

针对进动目标的微多普勒周期估计问题,提出了一种基于改进希尔伯特-黄变换的提取算法。该算法通过将希尔伯特-黄变换中的经验模态分解（EMD）替换为完备总体经验模态分解（CEEMDAN）,对目标回波信号进行分解得到各本征模态函数（IMF）后,再对IMF进行希尔伯特谱分析,从该希尔伯特谱中提取出目标信号中的微多普勒周期。仿真表明,所采用的方法能有效地克服EMD算法噪声环境中性能较差的缺陷,在低信噪比条件下具备较好的性能。     

时频图像二维EMD分解在LPI信号识别中的应用

针对LPI信号分类识别问题中,时频图像受噪声干扰严重的问题,提出了一种基于二维快速经验模式分解(FBEMD)的图像降噪算法,并利用该算法实现对LPI信号的分类。首先利用时频分析方法,获得待分类信号的时频分布图像;使用二维EMD分解算法对图像降噪;截取包含时频信息的图像部分,通过主分量分析法提取特征矢量;最后采用RBF神经网络完成信号的分类识别任务。对常见的LPI雷达信号进行仿真,结果表明较低信噪比情况下,该方法仍能获得较好的分类结果。当信噪比为-2 d B时,采用二维EMD降噪算法,平均正确识别率能够达到93%。     

基于EMD、遗传算法及神经网络的柴油机故障诊断

研究了将经验模式分解(Empirical Mode Decom position,EMD)、遗传算法及BP神经网络相结合对柴油机振动信号进行故障诊断的方法。首先运用经验模式分解方法对柴油机缸盖表面振动信号进行分解并提取特征参数;然后利用遗传算法对得到的特征参数进行选择,找到对于故障诊断最为敏感的参数;最后建立了BP神经网络模型对柴油机典型故障进行诊断。通过对某型柴油机的验证,表明该方法能够准确识别柴油机供油系统的典型故障。     

基于EMD和四阶混合累积量的船舶轴频电场检测

为实现低信噪比情况下微弱的船舶轴频电场信号的有效检测,提出了一种结合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和四阶混合累积量对角切片滑动功率谱的方法。首先,利用EMD将信号自适应地进行子带分解,对得到的本征模态函数(intrinsic mode functions,IMF)采用相关系数准则进行筛选;然后,利用高阶累积量可抑制高斯色噪声的特性,计算各有效IMF分量的四阶混合累积量对角切片的功率谱,并进行了多子带中的滑动检测。实测数据处理结果表明:该方法具有较好的应用价值。     

基于Delphi-BP神经网络的装备保障能力评估

针对评估指标数量过多可能给评估过程及结果带来的弊端,在构建装备保障能力评估指标体系基础上,给出了基于Delphi法的指标体系筛选的方法步骤,通过计算累计贡献率,对指标体系进行了筛选,降低了评估模型的输入维度。建立了评估部队装备保障能力的三层BP神经网络模型,利用Matlab神经网络工具箱对网络进行了训练和仿真,结果显示误差小于10-3。最后,通过对比评估,验证了方法的有效性和正确性。     

基于BP神经网络的坦克炮火力威力评价模型

从分析不同型号坦克炮的主要性能指标入手,应用BP神经网络理论和方法探索其火力威力评价的问题.建立了坦克炮火力威力评价的BP神经网络模型,对原始评价指标进行了归一化处理,并构造了3组训练样本,利用MATLAB6.5中神经网络工具箱的图形用户界面GUI对评价指标和样本进行训练、仿真,并对结果进行比较.结果表明,BP神经网络模型能很好地解决评价指标与结果之间的非线性关系,评价坦克炮火力威力简便可靠,客观性强;研究结果可为坦克炮的进一步开发和研制提供理论参考.     

Determining adjacent vertices on assignment polytopes

To rank the solutions to the assignment problem using an extreme point method, it is necessary to be able to find all extreme points which are adjacent to a given extreme solution. Recent work has shown a procedure for determining adjacent vertices on transportation polytopes using a modification of the Chernikova Algorithm. We present here a procedure for assignment polytopes which is a simplification of the more general procedure for transportation polytopes and which also allows for implicit enumeration of adjacent vertices.     

具有多重置条件的目标二次航迹归一

针对防空Ｃ￣３Ｉ系统指挥中心的二次航迹归一。提出了具有重置条件的人工神经网络模型来解决空中目标二次航迹的归一问题。结果表明,采用新方法来进行二次航迹归一,具备速度快、计算量小、实时性好,且能保证较高的辨识正确率等优点。     

神经网络和DEA方法的炮兵火力毁伤先验评估模型

提出运用BP神经网络理论和数据包络分析(DEA)方法,对炮兵火力毁伤先验评估问题进行研究。利用以往经验数据建立样本集,通过BP神经网络预测模型,对待评估的炮兵火力毁伤计划进行分析,预测其毁伤效益,再建立带有偏好锥结构的DEA评估模型,分析火力计划的可行性和合理性;最后以某部17组炮兵火力毁伤数据进行实例分析。结果表明,该模型能给出科学、明确、可靠的先验评估结果。     

野值存在下的BP网络自适应卡尔曼滤波

提出了一种抗野值的BP网自适应卡尔曼滤波算法.通过BP网络对新息序列的方差和均值的速率进行在线实时监测计算,输出一组加权系数对新息做修正处理,从而有效地抑制了野值对滤波器的影响.仿真证明该算法保持了新息的统计特性,提高了滤波器的精度和稳定性.     

Non‐greedy heuristics and augmented neural networks for the open‐shop scheduling problem

In this paper we propose some non‐greedy heuristics and develop an Augmented‐Neural‐Network (AugNN) formulation for solving the classical open‐shop scheduling problem (OSSP). AugNN is a neural network based meta‐heuristic approach that allows integration of domain‐specific knowledge. The OSSP is framed as a neural network with multiple layers of jobs and machines. Input, output and activation functions are designed to enforce the problem constraints and embed known heuristics to generate a good feasible solution fast. Suitable learning strategies are applied to obtain better neighborhood solutions iteratively. The new heuristics and the AugNN formulation are tested on several benchmark problem instances in the literature and on some new problem instances generated in this study. The results are very competitive with other meta‐heuristic approaches, both in terms of solution quality and computational times. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005.     

反潜飞机对潜搜索法研究

反潜飞机使用吊放声纳对潜搜索具有不连续性.针对该特点,提出一种在实际搜索中能方便执行并且具有一定实用价值的搜索法.该法的基本思想是:通过增大或者减小取整的方法来保证起始相遇点在起始点,终止相遇点在该搜索段的终止点.算例验证该法正确可信.     

The fractional fixed-charge problem

Fractional fixed-charge problems arise in numerous applications, where the measure of economic performance is the time rate of earnings or profit (equivalent to an interest rate on capital investment). This paper treats the fractional objective function, after suitable transformation, as a linear parametric fixed-charge problem. It is proved, with wider generality than in the case of Hirsch and Dantzig, that some optimal solution to the generalized linear fixed-charge problem is an extreme point of the polyhedral set defined by the constraints. Furthermore, it is shown that the optimum of the generalized fractional fixed-charge problem is also a vertex of this set. The proof utilizes a suitable penalty function yielding an upper bound on the optimal value of the objective function; this is particularly useful when considering combinations of independent transportation-type networks. Finally, it is shown that the solution of a fractional fixed-charge problem is obtainable through that of a certain linear fixed-charge one.     

遗传算法在航空发动机故障诊断中的应用

提出了基于遗传算法的航空发动机故障诊断的方法,将概率因果模型与发动机故障诊断问题结合,在得到发动机故障征兆和故障成因之间关系的基础上,利用遗传算法实现对故障的分类和诊断.该方法可以准确而快速得实现对复杂故障问题的诊断,将其应用于某型发动机的故障诊断中,得到了较好的效果,同时也说明了遗传算法在航空发动机故障诊断中是行之有效的.