EMD方法在局部放電超聲信號(hào)提取中的應(yīng)用

式中，rn稱為殘余函數(shù)，代表信號(hào)的平均趨勢(shì)。
EMD的分解過(guò)程其實(shí)是一個(gè)“篩分”過(guò)程，在“篩分”的過(guò)程中，不僅消除了模態(tài)波形的疊加，而且使波形輪廓更加對(duì)稱。EMD方法從特征時(shí)間尺度出發(fā)，首先把信號(hào)中特征時(shí)間尺度最小的模態(tài)分離出來(lái)，然后分離特征時(shí)間尺度較大的模態(tài)函數(shù)，最后分離特征時(shí)間尺度最大的分量，因此可以把EMD方法看成是一組高通濾波器。

2．實(shí)驗(yàn)仿真
在變壓器局部放電在線檢測(cè)項(xiàng)目中，聲源信號(hào)頻率為40~300 kHz，采樣頻率為5 MHz，采樣點(diǎn)n=2 048，噪聲為高斯白噪聲，在頻率為50 Hz的工頻信號(hào)上，采集到的初始信號(hào)x(t)用Matlab模擬，如圖1所示，對(duì)其用EMD方法進(jìn)行分解，得出的各個(gè)IMF分量c1，取c1～c6分別如圖2～圖7所示，圖8中r6為殘余分量，其中，橫坐標(biāo)為采樣點(diǎn)數(shù)，縱坐標(biāo)為信號(hào)幅值。

從圖1～圖8可以看出，對(duì)初始信號(hào)(圖1)很難確定出其有效成分，更不能直接用來(lái)計(jì)算時(shí)延。經(jīng)過(guò)EMD分解后，總共得到了10個(gè)IMF分量，這里取了前6個(gè)，其余的均作為殘余函數(shù)處理。c1～c3基本形狀相似，對(duì)照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以解釋為白噪聲；c4可以解釋為工頻；而c5則可以清楚地表現(xiàn)出超聲波信號(hào)；對(duì)c6意義不大，而殘余分量r6范圍也可以接受。這樣一來(lái)，對(duì)所采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理，可以直接提取出最有價(jià)值的超聲波信號(hào)部分，為后面的定位計(jì)算做了很好的鋪墊。

3 結(jié) 語(yǔ)
本文以陜西省高壓電氣設(shè)備局部放電定位項(xiàng)目為背景，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真，充分說(shuō)明了在對(duì)采集到的初始信號(hào)進(jìn)行超聲波信號(hào)的提取應(yīng)用中，EMD方法具有比較好的有效性和準(zhǔn)確性，可以取得較高質(zhì)量的超聲波信號(hào)，為后期的定位計(jì)算做足準(zhǔn)備。