[发明专利]基于分数阶微分的多模式兰姆波信号分离方法

权利要求书

1.一种基于分数阶微分的多模式兰姆波分离方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)计算多模式兰姆波信号的傅里叶变换；

(2)计算幅值谱的分数阶微分，设幅值谱的峰高为A、峰宽为σ和峰位置为μ；

(3)计算高斯模型幅值谱分数阶微分极大值F_max(v)和对应频率F₀(v)与微分阶次v的多项式系数；

(4)计算幅值谱参数；

(5)基于高斯模型计算幅值谱；

(6)计算相位谱；

(7)用幅值谱和相位谱计算提取单模式兰姆波信号；

(8)去除提取信号后的混合信号并重复上述步骤实现每个模式的分离。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶微分的多模式兰姆波分离方法，其特征在于：步骤(3)中，高斯模型幅值谱分数阶微分极大值F_max(v)和F₀(v)与微分阶次v的关系用三次多项式表示，其表达式为：

其中，a₃,a₂,a₁,a₀和b₃,b₂,b₁,b₀为对应三次多项式的系数，v为阶数。

3.根据权利要求1所述的基于分数阶微分的多模式兰姆波分离方法，其特征在于：步骤(4)中，根据步骤(3)中求得的a₃,a₂,a₁,a₀和b₃,b₂，b₁,b₀计算幅值谱的峰高A、峰宽σ和峰位置μ如下式：

4.根据权利要求1所述的基于分数阶微分的多模式兰姆波分离方法，其特征在于：步骤(5)中，计算提取的幅值谱PA(ω)

5.根据权利要求1所述的基于分数阶微分的多模式兰姆波分离方法，其特征在于：步骤(6)中，计算相位谱

其中，x为混合信号传递距离，t₀是激励信号时延，cp(ω)为对应模式相速度。