[发明专利]一种微积分经验模态分解的爆破振动信号处理方法

摘要

本发明涉及一种微积分经验模态分解的爆破振动信号处理方法，首先对原始爆破振动信号进行采集并作小波去噪处理，然后对去噪的信号进行一阶微分，判断分解出的本征模函数是否有混叠现象，如发生混叠就再次微分，直到不出现混叠现象为止；其次对各阶的本征模函数进行积分处理，得出结果在进行集合经验模态分解，通过多次积分得到爆破振动原始信号的本征模函数分量并重构原始爆破振动信号。本发明克服了经验模态分解的混叠失真现象，将信号的本质特征精细化描述。该方法具有操作简单、准确率较高等特点。

主权项

1.一种微积分经验模态分解的爆破振动信号处理方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤1：对爆区周围重点监测对象布置测点，测点数目不少于3个，且离爆区较近的测点布置较密，远离爆区的测点布置较疏；步骤2：测点位置布置在基岩上或结构性较好的固土上，并按射线布置，测点的标高保持同一水平面上；步骤3：在监测爆破振动信号前，对爆破振动测振仪器相应参数进行设定，保证所监测数据不被遗漏；步骤4：将传感器固定在测点，确保传感器与测点之间紧密接触，检查一切完毕后，开始数据采集；步骤5：对采集的爆破振动信号进行小波去噪处理，将混杂于其中的非信号本身的噪声消除，还原信号本质特征；步骤6：对去噪后的爆破振动信号x(t)进行一次微分得到x₁(t)，对x₁(t)进行集合经验模态分解处理，求取分解后本征模态函数分量的频谱，判断分解后的k个本征模态函数分量是否有模态混叠现象；步骤7：若步骤6中本征模态函数分量含有模态混叠现象，再次对爆破振动信号x(t)进行微分处理，然后用集合经验模态分解方法来分解微分后的爆破振动信号，一直到经过n次微分处理再进行经验模态分解至分解求出的本征模态函数分量C_ni(t)不存在模态混叠现象为止，r_no(t)为分解过程中残余分量；步骤8：对步骤7中各阶本征模态函数分量C_ni(t)做一次积分处理得：∫C_ni(t)dt＝b_(n‑1)i(t)+b_(n‑1)io；步骤9：对步骤8中各b_(n‑1)i(t)进行集合经验模态分解分解得到：b_(n‑1)i(t)＝c_(n‑1)i(t)+r_(n‑1)i(t)；步骤10：c_(n‑1)i(t)是原爆破振动信号x(t)微分(n‑1)次得出的本征模态函数分量，构造剩余爆破振动信号为：步骤11：循环进行步骤6至步骤8，直到n次积分后得到原爆破振动信号的每一阶IMF分量及其残余爆破振动信号分量，此时原始的爆破振动信号能够表示成：式中代表残余分量。