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《大连理工大学》 2001年
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局域波时频分析方法的理论研究与应用

盖强  
【摘要】: 本文对时频分析技术领域的发展和现状进行了综述。在认真研究与 总结前人成果的基础之上,提出了局域波时频分析方法的一些新理论, 从理论分析、数值计算、应用研究等多方面加以论述,并对设备诊断中 遇到的非平稳非线性数据现象进行了研究。 用局域波分解方法和Hilbert时频谱分析非平稳非线性数据是本文 研究的核心问题。该方法是基于数据时域局部特征的,可把复杂的数据 分解成有限的,通常是少量的几个内蕴模式函数分量。由于分解是基于 信号时域局部特征的,因此它特别适合用来分析非平稳非线性过程。用 Hilbert变换对每个内蕴模式函数变换,可得到瞬时频率和瞬时频率密 度,构成能量一时间一频率三维分布的Hilbert时频分布谱图。它能清 晰地分辨出交叠复杂数据的内蕴模式。该分解方法是自适应的和正交的, 因此非常有效。 在非平稳非线性信号分析的技术和理论方法方面,本文着重从时频 域分析的角度进行了广泛深入的研究,在理论与应用上都作出了几点创 新:提出了广义线性局域波时频表示的新概念和它的数学分解表达式; 提出了符合局域波时频分析理论的极值域均值模式分解算法(EMMD); 用波形匹配法解决了数据分解过程中的边界效应问题;提出了局域波时 频分析的频率多分辨分析的概念;提出了适合非平稳非线性信号的自适 应滤波器组,从而解释了局域波法的物理意义;分析了信号分解的自适 应广义基的意义,对EMMD分解的完备性与正交性做出了有效解释。以 上创新发展了局域波时频分析方法的理论,为分析非平稳非线性信号提 供了新的工具。 局域波时频分析方法的主要意义在于引入了基于信号局部特征的内 蕴模式函数,这在分析非平稳非线性信号时可得到有意义的瞬时频率, 克服了传统方法用无意义的谐波分量来表示非平稳非线性信号的缺点; 并可得到极高的时频分辨率。通过典型信号的仿真分析和实际应用结果 表明局域波时频分析方法非常有效。 实际应用表明利用而不是忽略信号中的非线性与非平稳特征,我们 可以得出更有物理意义的分析结果。 人连理工大学博上学位论文
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN911.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪传忠;廖振强;王涛;;基于动态图像的自动武器射频估计方法[J];测试技术学报;2006年04期
2 陈中;刘建敏;乔新勇;;基于经验模式分解与BP神经网络的柴油机失火故障诊断[J];四川兵工学报;2010年11期
3 李宏坤;张志新;马孝江;王珍;;基于Hilbert谱熵的柴油机故障诊断方法研究[J];大连理工大学学报;2008年02期
4 卫俊平,赵国庆;基于局域波分解的Wigner-Ville分布[J];电子科技;2004年03期
5 盖强,张海勇,徐晓刚;Hilbert-Huang变换的自适应频率多分辨分析研究[J];电子学报;2005年03期
6 盖强;殷福亮;;二维Hilbert-Huang变换的分解方法研究[J];电子与信息学报;2006年04期
7 王凤利;李宏坤;;基于EEMD的柴油机缸套磨损故障诊断[J];大连理工大学学报;2013年01期
8 朱正;王逸林;蔡平;;EMD中的求取均值曲线方法[J];哈尔滨工程大学学报;2011年07期
9 宁宁;张骏;秦文娟;;基于EMMD和AR奇异值熵的故障特征提取方法研究[J];测控技术;2008年09期
10 张云鹏;盖强;周洋;;极值域均值模式分解在轴承故障诊断中的应用[J];测控技术;2011年12期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 别锋锋;吕凤霞;;基于局域波理论的故障灰色预测方法研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
2 王奉涛;马孝江;张勇;;一种局域波分解中的边界处理方法[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
3 高强;段晨东;孟庆丰;;经验模式分解端点效应处理方法研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 洪弘;基于Hilbert-Huang变换的汉语动态特征分析[D];南京大学;2010年
4 薛冬新;激光扭矩测量中散斑统计学理论及试验研究[D];大连理工大学;2011年
5 杨勃;深海钴结壳近距离回声识别研究[D];中南大学;2010年
6 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
7 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年
8 雷亚国;混合智能技术及其在故障诊断中的应用研究[D];西安交通大学;2007年
9 陈建国;基于独立分量分析的机械故障特征提取及分类方法研究[D];大连理工大学;2011年
10 赵勇;小波数值方法在船舶流体力学中的若干应用[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白松仁;柱塞式注水泵故障诊断方法研究[D];东北石油大学;2011年
2 李强;基于希尔伯特-黄变换的高压输电线路行波故障测距研究[D];华东交通大学;2009年
3 赵强;基于GPRS和EMD的嵌入式桥梁裂缝远程监测系统研究[D];重庆交通大学;2011年
4 郭宙;流动轴承故障模式识别方法研究[D];北京化工大学;2011年
5 孙美玲;基于EMD方法的语音增强的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 李丹;希尔伯特黄变换在水声通信中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 薛中伟;二维经验模式分解及其在图像处理中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 王大才;改进Hilbert-Huang变换及其在电力系统信号处理中的应用研究[D];长沙理工大学;2011年
9 刘妍;基于EMD方法的压缩感知图像处理研究[D];北京邮电大学;2012年
10 陈文武;基于DSP的EMD方法实现技术研究[D];武汉理工大学;2003年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 盖强,马孝江,张海勇,邹岩崑;一种消除局域波法中边界效应的新方法[J];大连理工大学学报;2002年01期
2 邹红星,周小波,李衍达;在不同噪声背景下Dopplerlet变换在信号恢复中的应用[J];电子学报;2000年09期
3 张海勇,马孝江,盖强;一种新的时频分析方法[J];火力与指挥控制;2000年03期
4 盖强,马孝江,张海勇,邹岩崑;几种局域波分解方法的比较研究[J];系统工程与电子技术;2002年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 司圣柱;小波变换方法及其在化学中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
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7 罗新宁;农万江;;小波分析在农业气象灾害周期分析中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年05期
8 黄磊;丁辉;;第一产业内部产值结构变化及主要驱动因子研究——以成都市为例[J];安徽农业科学;2008年24期
9 杨斌;余燕群;;西藏地区雷暴的气候特征及其变化规律[J];安徽农业科学;2011年02期
10 金华星;王冰;郭敏;林修栋;;滁州地区40年日照时数的变化特征分析[J];安徽农业科学;2011年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
5 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
8 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
9 龙源;晏俊伟;徐全军;高振儒;娄建武;周春华;;爆破振动信号小波分析和分形机理研究[A];中国工程爆破协会四届二次常务理事会、中国力学学会工程爆破专业委员会学术会议论文集[C];2007年
10 托列别克·赛买提;山拜·达拉拜;毛莉萍;张国珍;尤努斯·艾沙;;复杂信号系统中干扰的来源、模型及检测[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
9 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
10 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
5 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
6 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
7 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
8 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
9 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
10 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪宇兵;张剑;;基于声波技术混凝土梁损伤特性的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
2 李月;刘立;李玉梅;张中兴;梁伟;;地基层状岩石纵波波速与密度相关性试验研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
3 王邦元,王年,吴先良,汪炳权;一种基于高斯小波变换的红外热图象阈值自动选择方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
4 高清维,程蒲,张道信;基于对称延拓的DFT频谱泄漏抑制方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
5 赵义正,杨景曙;基于分数阶Fourier变换的瞬时频率估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年01期
6 吕建新;吴虎胜;王茂生;吴庐山;;基于EMD和SVM的农用柴油机故障诊断研究[J];安徽农业科学;2010年17期
7 孙喜晨;贺仁亚;封举富;;一种新的分类方法——属性均值聚类属性支持向量机(AMC-ASVM)[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2006年02期
8 曾凡锋,马润津,蔡自兴;基于改进遗传算法的系统参数辨识方法[J];北方工业大学学报;1998年01期
9 俞家栋;热轧厂的液压设备及其在线监测诊断工作的设想[J];宝钢技术;1998年01期
10 佘龙华;赵春霞;;磁浮列车的GPRS远程无线移动监控[J];兵工自动化;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨志华;齐东旭;江力;杨力华;;一种基于EMD分解的睡眠脑电图梭形波自动识别方法[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 唐亮;压缩感知及其在超宽带无线传感器网络中的应用研究[D];北京邮电大学;2011年
5 吴震宇;内燃机故障诊断若干理论与相关技术的研究[D];东北大学;2010年
6 冯象初;偏微分方程的小波分析方法[D];西安电子科技大学;1998年
7 姚寿文;长大货物列车电控空气制动系统及防滑器的智能控制研究[D];铁道部科学研究院;2000年
8 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
9 付强;语音的参数表示和质量客观评价研究[D];西安电子科技大学;2000年
10 王晓丹;基于模糊聚类及神经网络的纹理分割方法研究[D];西北工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄文君;子带EMD信号分解算法[D];西安电子科技大学;2011年
2 高建新;改进经验模态分解及其在齿轮故障诊断中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
3 彭园园;小波分析在一维信号去噪中的应用[D];北京邮电大学;2011年
4 葛小立;视听一致性对声音响度变化判断的影响[D];上海交通大学;2011年
5 朱郅志;HHT时频分辨算法研究与性能评估[D];中国科学技术大学;2011年
6 孙美玲;基于EMD方法的语音增强的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 刘兴立;任意文本的说话人识别系统研究[D];大连理工大学;2000年
8 郑国伟;运用现代管理方法加强对动力设备的管理与研究[D];大连理工大学;2000年
9 刘军;故障诊断方法研究及软件开发[D];大连理工大学;2000年
10 周文建;基于PCI总线的数据采集卡PnP驱动程序的研究[D];电子科技大学;2001年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵冬青;;HHT在发动机实验数据处理中的应用[J];车辆与动力技术;2011年02期
2 李军;向长城;陈世强;李劲;;基于BEMD的土家织锦数字水印加密算法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2011年06期
3 王祝文;王晓丽;刘菁华;张雪昂;向旻;杨闯;;裂缝性地层声波测井的联合时频特征[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年04期
4 蔡剑华;罗一平;;基于二维EMD与均值滤波的图像去噪方法[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2010年01期
5 张婷;聂春燕;;基于EMD时频分析的声波测井油层的信息提取[J];长春大学学报;2011年08期
6 方琳;申冲;陈熙源;;基于小波多尺度变换的光纤陀螺振动误差分析与补偿[J];传感技术学报;2012年07期
7 郝志华;关榆君;马孝江;;基于经验模式分解的时频重排方法及其应用[J];测试技术学报;2007年01期
8 寿云;高宏力;刘庆杰;张永胜;杜鹏;;基于DSP和小波神经网络的丝杠性能评估系统设计[J];测试技术学报;2011年02期
9 王能志;林丽红;;低噪声深沟球轴承异常声的局域波分析法[J];轴承;2006年01期
10 隋文涛;张丹;;平稳小波变换在轴承振动信号去噪中的应用[J];轴承;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郎慧慧;于洋;;基于EEMD的HHT在转子碰摩故障诊断中的应用[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
2 秦毅;秦树人;毛永芳;;正交经验模态分解及其快速实现[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 ;Multiscale Models on Time Series of Silicon Content in Blast Furnace Hot Metal Based on Hilbert-Huang Transform[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
4 柴艳莉;王强;厉丹;刘春尧;;基于状态的矿用设备MIS的研究应用[A];煤矿安全工程实用技术新进展[C];2008年
5 梅继丹;惠俊英;王逸林;;并行数字信号处理机互谱被动测距[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
6 樊海涛;国静;;结构瞬时动力参数识别方法研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 樊海涛;国静;;结构瞬时动力参数识别方法研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
8 冯志鹏;朱萍玉;褚福磊;;自适应时频分析在机械设备故障诊断中的应用综述[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
9 邓世建;鲁基春;吴海峰;;缓变模拟信号实时频谱分析与应用[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
10 李楠;周波;;结合Canny和Hilbert-Huang变换的图像边缘检测方法[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年
4 赵雷刚;发动机台架试验过程实时监测与预警方法研究[D];武汉理工大学;2010年
5 沈路;数学形态学在机械故障诊断中的应用研究[D];浙江大学;2010年
6 陈超;铁路通用货车重车重心合理限制高度的研究[D];北京交通大学;2011年
7 蒋玲莉;基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究[D];中南大学;2010年
8 赵海峰;基于HHT的往复压缩机故障诊断研究[D];东北石油大学;2011年
9 宁静;基于EMD和Cohen核的时—频分析研究及其在轨道不平顺监测中的应用[D];西南交通大学;2011年
10 于岩磊;风作用下大跨斜拉网格结构参数振动及其模态跃迁研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
3 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
4 卢中新;基于矢量水听器的水下瞬态信号检测及特征提取[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 樊学涛;基于GST的无绝缘轨道电路信号远程故障诊断的研究与实现[D];北京交通大学;2011年
7 田娟丽;数控机床的远程监控技术研究[D];昆明理工大学;2008年
8 周川;基于Hilbert-Huang变换的滚动轴承故障诊断方法研究[D];昆明理工大学;2010年
9 李晓斌;HHT中EMD方法正交性的研究[D];昆明理工大学;2010年
10 王沛;基于小波变换和EMD去噪的含噪混叠语音盲分离[D];昆明理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 邹红星,周小波,李衍达;一种多谱线增强器[J];电子科学学刊;2000年02期
2 邹红星,戴琼海,周小波,李衍达;Dopplerlet变换及其匹配收敛性分析[J];电子与信息学报;2001年05期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张海勇,马孝江,盖强;一种新的时频分析方法[J];火力与指挥控制;2000年03期
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3 郭汉伟,梁甸农,董臻;不同时频分析方法综合检测信号[J];信号处理;2003年06期
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3 兰英;章新华;姜凤娇;卢海杰;;几种时频分析方法性能比较研究[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
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5 李军;吴亮;;径向高斯核时频分析方法处理水声数据[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 洪弘;王新龙;陶智勇;;一种新的EMD迭代算法[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
7 张少白;黄丹丹;;基于改进S变换的脑电信号时频分析方法[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年
8 李文超;王绪本;邓薇;;一种新的时频分析方法在UWB-GPR中的应用[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
9 吕旭光;郝士琦;冷蛟峰;;SAL成像中几种时频分析方法的比较研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 程军圣;杨宇;于德介;;一种新的时频分析方法—局部均值分解方法[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵淑红;时频分析方法及其在地震数据处理中的应用[D];长安大学;2006年
2 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
3 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨哂哂;时频分析方法的总结与比较[D];华东师范大学;2009年
2 赵翠霞;基于Hilbert-Huang变换的时频分析方法研究[D];中国石油大学;2011年
3 时世晨;EEMD时频分析方法研究和仿真系统设计[D];华东师范大学;2011年
4 李琳;HHT时频分析方法的研究与应用[D];吉林大学;2006年
5 孙兰;时频分析方法的FPGA实现及在故障诊断中的应用[D];大连大学;2012年
6 徐云霞;高精度时频分析方法与技术研究[D];成都理工大学;2010年
7 于伟凯;EMD时频分析方法的理论研究与应用[D];燕山大学;2006年
8 李刚;时频分析方法在智能结构损伤在线检测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
9 戴桂平;基于EMD的时频分析方法研究[D];燕山大学;2006年
10 李卿;EMD时频分析方法的研究与应用[D];华中师范大学;2008年
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