基于参数优化VMD联合小波的湍流去噪方法及系统技术方案

技术编号:40197237 阅读:41 留言:0更新日期:2024-01-27 00:00
本发明专利技术属于海洋湍流去噪技术领域,公开了一种基于参数优化VMD联合小波的湍流去噪方法及系统。本发明专利技术通过矩阵式剖面湍流仪采集得到原始剪切信号,初始化NGO算法的参数,设定最小化包络熵为适应度值,获取最小包络熵对应的α和K值作为VMD算法的最优参数,使用最优参数的VMD对原始湍流剪切信号进行模态分解,并根据各模态分量与原始湍流剪切信号的相关系数去除噪声分量,保留有效分量,完成首次去噪;之后对有效分量进行小波阈值去噪,实现二次去噪,对去噪后的各分量进行信号重构,获取较为纯净的湍流剪切信号。本发明专利技术可消除湍流剪切信号中的噪声干扰,提高了海洋湍流数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋湍流去噪,特别涉及一种基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法及系统。


技术介绍

1、海洋湍流是海洋环流中的复杂流动现象,其在海洋环境中的分布和演化对于理解海洋循环、潮汐、混合等过程至关重要。海洋湍流是一种非线性的复杂流体运动。在海洋环境中,海洋湍流的方向和流速变化较大且具有随机性。因此,需要不断优化设计更科学、精密的湍流观测仪器进行海洋湍流数据获取。由于海洋湍流的多尺度过程和海洋环流的复杂运动,仅依靠单点观测无法满足对湍流相互作用的分析研究。

2、通过使用多点位、高分辨率的时空同步观测,可以更好地分析湍流的演变过程。为了满足在小尺度范围内进行三维立体、多维同步观测的研究需求,采用矩阵式剖面湍流观测系统进行海洋湍流数据采集,实现了对全海深湍流混合的水平时空同步立体化观测,有助于湍流多尺度耦合研究,为实现海洋时空多维度测量提供了一种新的观测方式。

3、然而,由于海洋环境复杂性和测量条件的限制,矩阵式剖面湍流观测平台时刻处在各种海洋背景噪声之中,湍流剪切信号不可避免地受到噪声的污染,这使得信号处理和分析更加困难。因此,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于参数优化VMD联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于参数优化VMD联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中,以最小化包络熵作为适应度函数,长度为q的湍流信号x(j)的包络熵定义为:

3.根据权利要求1所述的基于参数优化VMD联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中,以最小包络熵EPmin为适应度函数,对湍流信号进行VMD分解,通过每次代入不同组合的α和K对EP进行计算,再相互比较更新当前最小包络熵值,当迭代次数达到最大迭代值时,保存全局最小包络熵EPmin以及其对应的参数组合α和K,最终确定惩罚...

【技术特征摘要】

1.一种基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中,以最小化包络熵作为适应度函数,长度为q的湍流信号x(j)的包络熵定义为:

3.根据权利要求1所述的基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中,以最小包络熵epmin为适应度函数,对湍流信号进行vmd分解,通过每次代入不同组合的α和k对ep进行计算,再相互比较更新当前最小包络熵值,当迭代次数达到最大迭代值时,保存全局最小包络熵epmin以及其对应的参数组合α和k,最终确定惩罚参数α,分解参数k,作为湍流信号vmd变换的相应参数值,即完成vmd的优化过程。

4.根据权利要求3所述的基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中,利用ngo算法对vmd的惩罚参数α和分解参数k寻优的过程如下:

5.根据权利要求3所述的基于参数优化vmd联合小波的湍流去噪方法,其特征在于,所述步骤1中, 将寻...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨华郑雨轩朱小宇毛蓓蓓李文博
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:

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