ارائه روش emd اصلاح شده برای آنالیز سیگنال نویزدار در حوزه زمان- فرکانس

تبدیل هیلبرت- هوانگ یک روش جدید برای پردازش سیگنال می باشد که در سال های اخیر برای پردازش سیگنال دریافت شده از سیستم های مکانیکی نیز به کار برده می شود. این روش برای سیگنال های بدون نویز به نتایج مطلوبی منجر می شود ولی در اکثر موارد سیگنال های تجربی با نویزهای اندازه گیری آلوده شده و این نویزها سبب پیچیدگی بیشتر سیگنال برای پردازش و مانع استخراج اطلاعات صحیح می شود. لذا در این پژوهش با اعمال اصلاحاتی در تبدیل هیلبرت هوانگ امکان استفاده از این تبدیل برای سیگنال نویزدار فراهم شده است. بدین منظور اصلاحاتی در روش تجزیه مود تجربی (emd) برای تجزیه سیگنال به مولفه‌های آن صورت گرفته است. برای این منظور در روش پیشنهادی به جای استفاده از اسپیلاین مکعبی در محاسبه منحنی پوش ها از اسپیلاین هموار استفاده شده است. اعمال این تغییر سبب کاهش اثر نویز گردیده و به استخراج نتایج بهتری از سیگنال های تجربی منجر می شود. معیار توقف استفاده شده برای فرایند غربال‌گری در روش متداول emd به علت پیچیدگی سیگنال های تجربی گاهی باعث خطای محاسباتی شده و سبب توقف روند برنامه می شود که با اصلاح آن، مشکل مذکور نیز برطرف گردیده است. برای بررسی کارایی روش emd اصلاح شده، پاسخ ارتعاشات یک تیر ترکدار بدون حضور نویز و در حضور نویز توسط هر دو روش متداول و اصلاح شده در حوزه زمان فرکانس مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاکی از برتری روش اصلاح شده در حالت نویزدار می باشد.

An improved EMD method for noisy signal analysis in TimeFrequency domain

HilbertHuang Transform is a new method for processing signals that applied to processing signals received from mechanical systems in recent years. This method for signals without noise leads to favorable results. However, in most cases the experimental signals are affected by the measurement noises which causes more complexity of signal processing and prevents extracting the correct information. In this paper, by applying some modifications to the HilbertHuang Transform, using the method for noisy signals has been provided. To this end, modifications have been done to the EMD method for signal decomposition. In the proposed method, instead of using Cubic Spline for the envelop curves, Smoothing Spline has been used. This modification causes to reduce noise effects and leads extracting better results from the experimental signal. Moreover, due to the complexity of experimental signals, sometimes stopping criterion used in common EMD method causes computational error and stops the program. By applying the modifications, the problem has been resolved as well. To study the efficiency of the proposed method, vibration response of a cracked beam in presence of and without noise was analyzed in the TimeFrequency domain by both conventional and the modified methods. Results indicated the superiority of the modified method in the presence of noise.