[发明专利]一种信号的提取与处理方法

权利要求书

1.一种信号的提取和处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获得原始信号x(t)，同时设定Z值，所述Z值为待获得变模信号的个数；

S2、将原始信号x(t)作为输入信号u(t)输入，同时设定i=1；

S3、提取输入信号u(t)的上下轮廓并求平均得到输入信号u(t)的特征信号；

S4、判断特征信号中极大值点的个数和极小值点的个数是否相差1或0：若否，则将特征信号作为输入信号返回执行步骤S3；

若是，则将特征信号作为最大特征信号执行步骤S5；

S5、设置比例系数，对最大特征信号的极大值点和极小值点进行拟合得到信号，并求与输入信号u(t)的范数；运用牛顿迭代对范数进行微调使范数最小时，获得的作为变模信号；

S6、判断变模信号的i值是否等于Z：若是，则对所有变模信号依次进行输出；若否，对变模信号与输入信号u(t)进行减运算作为新的输入信号返回执行步骤S3，同时令i=i+1；

S7、将步骤S6中输出的所有变模信号进行希尔伯特变换再融合得到变模信号的幅值与相角 QUOTE 。

2.根据权利要求1所述信号的提取和处理方法，其特征在于，所述步骤S3中提取输入信号u(t)的上下轮廓并求平均得到输入信号u(t)的特征信号包括：采集输入信号u(t)的极大值点和极小值点，极大值点记为X_max（1）到X_max（n1），极小值点记为X_min（1）到X_min（n2），n1和n2分别为极大值点和极小值点的个数；

将采集的极大值点X_max（1）到X_max（n1）进行拟合得到输入信号u(t)的上包络线x₁(t)，将采集到的极小值点X_min（1）到X_min（n2）进行拟合得到x(t)的下包络线x₂(t)，通过公式（1），求所述上包络线x₁(t)和所述下包络线x₂(t)的均值得到特征信号，

（1）。

3.根据权利要求2所述信号的提取和处理方法，其特征在于，所述上包络线x₁(t)和所述下包络线x₂(t)的拟合公式（1）为：

（2）。

4.根据权利要求3所述信号的提取和处理方法，其特征在于，所述设置比例系数，对最大特征信号的极大值点和极小值点拟合得到拟合后的信号包括：

S11、提取最大特征信号的极大值点记为到，极小值点记为到，与分别表示极大值点与极小值点的个数；

S12、将k1到中的每一个比例系数一一对应的与最大特征信号的极大值点到或极小值点到相乘，通过公式（2）拟合得到信号，其中，设定k1到的初始值均为1；

相应地，根据公式（3）求与输入信号u(t)的范数；

（3）

其中，为范数，t_s为当前数据采集的终止时刻。

5.根据权利要求4所述信号的提取和处理方法，其特征在于，所述步骤S5中运用牛顿迭代进行范数微调使范数最小，包括：

S13、通过公式（4），对范数进行迭代，获得新的比例系数k1到，执行步骤S12，获得新的，根据新的再次根据公式（3）计算所述新的与输入信号u(t)的范数，并重复执行S13，直至迭代u次后范数最小；

（4）。

6.根据权利要求1所述信号的提取和处理方法，其特征在于，所述变模信号的幅值与相角（t,w）的公式（5）为：

（5）

其中，m_i(t)为变模信号，t，w分别为当前结果的时间轴和频率轴。