基于稀疏指标的优化变分模态分解方法

摘要：

针对复合信号源信号数目未知,无法正确预设分解模态数K值而不能对信号进行有效变分模态(variational mode decomposition,VMD)的问题,提出了一种基于稀疏指标的优化VMD法.该方法基于VMD所构建变分模型中各个分量的稀疏先验知识,实现了 VMD自适应寻优K值,其将最佳K值确定为稀疏指标由上升至下降的转折点;在计算VMD各个分量的稀疏度时,考虑到不同分量间的能量差异加入了能量权值因子,最后将稀疏指标确定为分解后各分量边际谱稀疏度的平均值.仿真信号与实际信号分解试验验证表明:相较于其他两种VMD的K值确定方法,该方法确定的K值结果更为准确,实现的优化VMD自适应性更强,较其他信号分解法如经验模态分解(empirical mode decompo-sition,EMD)有更好的分解效果,为源信号数目未知的复合信号VMD提供了新思路;此外,噪声的鲁棒性试验证明所提基于稀疏指标的优化VMD法还具有一定的抗噪能力,较稳健,可开发应用于实际工程.

关键词：复合信号分解、变分模态分解(VMD)、分解模态数、稀疏指标、自适应寻优

所属期刊栏目：42

分类号：TN911.72

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-05-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：234-250