特征模态分解(Feature Modal Decomposition,简称FMD)是一种新的一维数据分解方法,其主要目的是通过设计的自适应有限脉冲响应(FIR)滤波器来分解不同的模式。FMD最初针对机械一维振动信号,用于故障诊断,但也可以应用于其他需要信号分解的领域。
FMD算法流程如下:
加载原始信号并输入参数:
包括模式数n和滤波器长度L。
初始化FIR滤波器组:
使用汉宁窗口初始化FIR滤波器组,建议设置为5-10个滤波器,并开始迭代。
获得滤波信号:
通过滤波器组得到分解的模态信号。
更新滤波器系数:
使用原始信号x,通过自相关谱在过零点后达到局部最大值的方法来估计模态周期,并更新滤波器系数。
迭代判断:
判断迭代次数是否达到预迭代次数,如果没有则返回步骤3,否则进入下一步。
构造矩阵并选择模式:
计算每两个模态的构造一个K×K矩阵CC,锁定CC值最大的两个模式,并计算它们的CK。然后抛弃CK较小的模式,设K = K-1。
模式数判断:
判断模式K是否达到指定的n,如果没有则返回步骤3,否则进入下一步。
获得最终分解模式:
保留模式作为最终分解结果。
FMD方法充分考虑了信号的周期与冲击特性,在保证对信号故障特征敏感的同时,对干扰和噪声成分具有一定的鲁棒性。通过这种方法,可以将信号分解为多个模态分量和的形式,便于后续的信号处理和分析。
建议在实际应用中,根据具体信号特性和需求调整滤波器长度、迭代次数等参数,以获得最佳的分解效果。