用HHT分析桥梁振动信号的问题

huazi071783

本人正在用HHT分析桥梁在移动交通荷载下桥梁上某点的加速度信号。程序是网上下载的。但是算出来的结果明显是有错误的，在这里请教HHT高手们，问题出在哪。
首先是原始信号（长度为20000）
经EMD分解，然后用网上的HHT分析函数[A,f,tt] = hhspectrum(imf')进行分析。
得到各个分量的瞬时频率明显有错，hhspectrum函数要调用fnormhat=instfreq(x,t,L,trace)这个函数。
这个函数得到的频率永远是0-1之间的，那么就不是真实的瞬时频率了吧？还有就是瞬时频率曲线和imf分量曲线图对照，频率曲线明显是错的。这是怎么回事？

yghit08

这是你采集到信号？原始信号的趋势项非常明显。
先做做去趋势项再试试。一般土木工程结构里低频信号非常常见！

huazi071783

yghit08 发表于 2013-9-14 16:36

                               
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这是你采集到信号？原始信号的趋势项非常明显。
先做做去趋势项再试试。一般土木工程结构里低频信号非常常 ...

对的，这是我测到的信号。我是HHT初学者，趋势项是什么？不好意思，如何去趋势项？还有我做的HHT分析是不是错了？谢谢主任！！

yghit08

huazi071783 发表于 2013-9-15 14:43

                               
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对的，这是我测到的信号。我是HHT初学者，趋势项是什么？不好意思，如何去趋势项？还有我做的HHT分析是不 ...

趋势项：直线趋势，多项式趋势（这个比较难做，因为任何函数都可以用多项式无限逼近嘛）。参看Matlab中detrend命令（没有记错的话）；
不清楚你做的HHT是否错了，如果没有乘上采样频率的话，一般分析到的频率是在[0 0.5]之间，如果没有负频率存在的话。目测，没错。
最后，做分析前还是对结构自身有一定的了解，这样才能自己判断是否是方法出了问题还是其他问题

huazi071783

yghit08 发表于 2013-9-15 14:48

                               
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趋势项：直线趋势，多项式趋势（这个比较难做，因为任何函数都可以用多项式无限逼近嘛）。参看Matlab中de ...

我自己感觉错了，比如imf3分量，从分量曲线图看有明显的周期震荡，那么就有一个比较稳定的频率（桥梁某阶固有频率），但是从imf3瞬时频率曲线看明显是没有的，所以我感觉错了。instfreq函数得到的是归一化频率吗？如果要得到真实的频率是不是要乘于采样频率？谢谢

yghit08

huazi071783 发表于 2013-9-15 14:59

                               
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我自己感觉错了，比如imf3分量，从分量曲线图看有明显的周期震荡，那么就有一个比较稳定的频率（桥梁某阶 ...

不一定说是每一阶分量都是有用的（存在过分解和欠分解的问题可能）。我看第二阶分量就不错。
对，得到的是归一化频率，但是受到采样定理的限制，有效频率是采样频率的一半，乘上采样频率就是真实频率

zswseu

实测不可避免的混入了低频噪声。
而且猜测你的原始数据因为交通荷载的冲击作用，数据可能存在溢出或者数据的突变。
所以原因和结果正如楼上所说：
“不一定说是每一阶分量都是有用的（存在过分解和欠分解的问题可能）。我看第二阶分量就不错。”

huazi071783

zswseu 发表于 2013-9-17 00:06

                               
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实测不可避免的混入了低频噪声。
而且猜测你的原始数据因为交通荷载的冲击作用，数据可能存在溢出或者数据 ...

谢谢，我这个不是实桥实验信号，是模拟得到的，我用EEMD分解，结果更好一些，应该说分解没有什么问题。问题在后面瞬时频率的错误，我感觉是instfreq这个函数有错误，我看人家得到的希尔伯特谱都很漂亮，不知道为什么，不知道你们算瞬时频率用的是哪个函数？谢谢
下图是我用EEMD分解再求瞬时频率，imf3明显是周期震荡的，但算出频率明显还是错了，能否提供一个类似instfreq算瞬时频率的函数呢？万分感激！

zswseu

huazi071783 发表于 2013-9-17 15:30

                               
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谢谢，我这个不是实桥实验信号，是模拟得到的，我用EEMD分解，结果更好一些，应该说分解没有什么问题。问 ...

这就奇怪了，按理说模拟产生的信号，如果就某个单频而言，emd或者eemd还是颇具效果的，我很久以前试过。后来用实测的信号，结果时频图像满天星星一样，我欲哭无泪啊。
正如yghit08所说，自己编程吧，这样也能有所创新。

yghit08

zswseu 发表于 2013-9-18 00:31

                               
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这就奇怪了，按理说模拟产生的信号，如果就某个单频而言，emd或者eemd还是颇具效果的，我很久以前试过。后 ...

前段时间看了看《机械故障诊断中的现代信号处理方法》第五章，里面说Huang说HHT在处理线性、平稳信号方面相比于其他时频分析方法能给出更有物理意义的结果。个人表示不赞同。因为，频域做这个内容已经做到非常圆满了，理论上频率分辨率可以达到无穷（可能理解有误）。那么，我们更希望能有一种方法能很好的分析非线性、非平稳信号的时频图。而且就我个人使用经历看，HHT在处理非平稳信号方面差强人意，几乎不可接受的结果。
再说楼主的仿真数据：如果不是调频信号的话，做完EMD分解后对每一个IMF再做做归一化：分成调幅部分和调频部分（类似于LMD），确定是定频的话直接用FT分析看看频率分解的对不对就行了，不非得做时频。做时频分析还是看频率的时域分布（幅值和频率变化情况）

路甲

yghit08 发表于 2013-9-18 10:04
前段时间看了看《机械故障诊断中的现代信号处理方法》第五章，里面说Huang说HHT在处理线性、平稳信号方面 ...

如何分为调频部分和调幅部分？

yghit08

路甲 发表于 2018-2-16 22:17
如何分为调频部分和调幅部分？

一个是包络线，一个是原信号除以包络线（幅值最大点归成1）