基于改进EMD的爆破振动信号降噪方法研究

来源：振动与冲击杂志2025年第1期北京时间：

作者：闫鹏，张云鹏596080，，周倩倩，杨曦

单位：1. 华北理工大学矿业工程学院， 河北 唐山063210；2. 华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室， 河北 唐山063210；3. 华北理工大学期刊社， 河北 唐山063210

摘要：针对EMD算法存在端点效应和降噪效果不佳的问题，依据延拓—分解—聚类—降噪—重构思想，提出了改进EMD的爆破振动信号降噪方法。该方法联合了综合相似指数同时兼顾延拓信号的形状和幅值相似性的特点、K-means算法的聚类特性以及小波包的降噪优势，不仅可以有效抑制端点效应，也具有良好的降噪效果。研究结果表明：在仿真信号端点效应抑制试验中，与多项式拟合和边界局部特征延拓方法相比，改进EMD方法的能量误差和均方误差最小。在实测爆破振动信号降噪中，与EMD和VMD方法相比，改进EMD方法的信噪比（20.94dB）最大，均方根误差（0.0031）最小。改进EMD方法不仅可以较好保存中低频（0-200Hz）信号能量，对200Hz以上高频噪声也具有良好滤除效果。<br>

关键词：爆破振动信号；经验模态分解；端点效应；K-means算法；小波包；降噪