MATLAB实现的希尔伯特黄变换信号分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB平台开发，实现了完整的希尔伯特黄变换信号处理流程。系统能够对输入信号进行经验模态分解，提取固有模态函数，并通过希尔伯特变换分析计算瞬时频率和幅度。提供直观的时频分析可视化界面，适用于非平稳信号分析研究。

详 情 说 明

基于经验模态分解的希尔伯特黄变换信号分析系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的希尔伯特黄变换（Hilbert-Huang Transform, HHT）信号分析系统。系统核心采用经验模态分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）算法，能够自适应地将复杂非线性、非平稳信号分解为一系列固有模态函数（IMF），进而通过希尔伯特变换获得信号的瞬时频率和瞬时幅度，实现高分辨率的时频分析。

功能特性

• 完整HHT处理流程：实现从信号预处理到时频分析的全套处理链
• 自适应信号分解：采用EMD算法自动提取信号的固有模态函数
• 希尔伯特谱分析：对每个IMF分量进行希尔伯特变换，计算瞬时特征
• 多维度可视化：提供时域波形、频域谱图、希尔伯特谱等多角度可视化展示
• 信号重构验证：支持IMF分量重构和原始信号对比，进行误差分析
• 灵活数据支持：兼容多种数据格式输入，适应不同采样率的时序信号

使用方法

1. 数据准备：准备单通道一维时序信号数据（支持.mat文件、文本文件或数值数组）
2. 参数设置：根据需要调整EMD分解参数和可视化选项
3. 执行分析：运行主程序开始信号处理流程
4. 结果查看：分析输出的IMF分量、瞬时特征和各类可视化图表
5. 结果导出：可保存分解结果和分析图表供进一步研究使用

系统要求

• MATLAB环境：需要MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱：需安装Signal Processing Toolbox
• 内存要求：建议至少4GB可用内存，处理长信号时需更多内存
• 信号长度：建议输入信号长度大于100个采样点以确保有效分解

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括信号数据的读取与预处理、经验模态分解的执行控制、各IMF分量的希尔伯特变换分析、瞬时频率与幅度的计算、多种可视化图形的生成以及信号重构与误差分析等功能。该文件作为整个系统的调度中心，协调各个算法模块协同工作，确保HHT分析的完整性和准确性。