Deep learning-based adaptive mode decomposition and instantaneous frequency estimation for vibration signal

瞬时相位 信号(编程语言) 希尔伯特-黄变换 振动 噪音(视频) 干扰(通信) 非线性系统 计算机科学 时频分析 信号处理 控制理论(社会学) 算法 人工智能 声学 白噪声 计算机视觉 物理 雷达 电信 控制(管理) 滤波器(信号处理) 程序设计语言 频道(广播) 量子力学 图像(数学)
作者
Yibing Guo,Yuequan Bao,Hui Li,Yufeng Zhang
出处
期刊:Mechanical Systems and Signal Processing [Elsevier BV]
卷期号:199: 110463-110463 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.ymssp.2023.110463
摘要

Under time-varying environments and loads, vibration monitoring data of structures exhibit nonstationarity with multiple frequency components, and may have obvious nonlinearity under some extreme loads. The time–frequency analysis method is ideal for analyzing these nonlinear and nonstationary signals. However, the vibration signals of large-scale structures typically contain a variety of frequency components, making it challenging for effective mode decomposition without the interference of false mono-components by existing adaptive mode decomposition methods. False mono-components will severely decrease the accuracy of instantaneous frequency. To address the mode mixing and false mono-components in mode decomposition, a data-driven approach based on deep learning for signal adaptive mode decomposition and instantaneous frequency estimation is proposed in this paper. By transforming the time–frequency analysis problem into an optimization task of a deep neural network, built-in redundant adaptive filters with sparse regularization are designed, then the accurate intrinsic mode functions and time-varying frequencies can be estimated. The proposed method is verified by the numerical nonstationary signal and vibration signal of an experimental long cable model. The results demonstrate the superior capability of the proposed method in decomposing a signal into mono-components adaptively without false mono-components and achieving high accuracy of corresponding instantaneous frequencies. From the examples, an accuracy of 98.52% is achieved for a noise-free signal with spectral overlap. The proposed method is more robust to noise, and the instantaneous frequency identification error is 4.90%, which is much lower than EEMD and VMD under a signal-to-noise ratio of 5 dB.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开心超人不开心完成签到,获得积分10
刚刚
米媛媛完成签到 ,获得积分10
1秒前
余允怜完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
开朗的傲云完成签到,获得积分10
2秒前
xhwb关注了科研通微信公众号
2秒前
烟花应助blank采纳,获得20
2秒前
小宫发布了新的文献求助10
3秒前
筰侑发布了新的文献求助10
3秒前
longer发布了新的文献求助10
3秒前
萌~Lucky完成签到,获得积分10
4秒前
彭于晏应助大气颜演采纳,获得10
4秒前
OOOOO111完成签到,获得积分10
4秒前
森森完成签到,获得积分10
4秒前
烟花应助用户采纳,获得10
6秒前
7秒前
筱姐姐发布了新的文献求助10
8秒前
立羽完成签到,获得积分20
8秒前
科研通AI6.4应助Shining_Wu采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
晚间寻宝记完成签到,获得积分10
9秒前
Hzero03发布了新的文献求助10
9秒前
小宫完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
yexu完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
立羽发布了新的文献求助30
12秒前
jia完成签到,获得积分10
12秒前
kid1412发布了新的文献求助10
13秒前
zhscu完成签到,获得积分10
14秒前
咕咕咕咕咕完成签到 ,获得积分10
14秒前
萌dreaming发布了新的文献求助10
14秒前
华仔应助encorekk采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.4应助咕噜圈儿采纳,获得10
15秒前
15秒前
yoqalux发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6.4应助淼淼嘉嘉采纳,获得10
16秒前
wanci应助阔达的紫山采纳,获得10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7699467
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9258869
关于积分的说明 20016641
捐赠科研通 7274637
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293541
关于科研通互助平台的介绍 2448957
邀请新用户注册赠送积分活动 2299853