信号分解 | VMD(变分模态分解)-Matlab

分解效果

VMD(变分模态分解)

变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）是一种信号分解方法，用于将非平稳信号分解为一组模态函数。VMD是一种自适应的数据驱动方法，可以有效地处理具有非线性和非平稳特性的信号。

VMD的基本思想是通过迭代优化过程，将原始信号分解为一组具有不同频率和振幅的模态函数。每个模态函数代表了原始信号在特定频率范围内的振动模式。这些模态函数是通过在频域和时域之间交替迭代优化得到的。

VMD的算法步骤如下：

将原始信号进行傅里叶变换，得到频域表示。
初始化模态函数和频率参数。
迭代优化过程：
a. 根据当前的频率参数，在频域上提取模态函数。
b. 在时域上通过正则化约束优化提取的模态函数。
c. 更新频率参数。
d. 重复步骤 a 到 c，直到收敛。
得到最终的模态函数集合，可以通过这些模态函数重构原始信号。
VMD的优势在于它能够适应信号的非线性和非平稳特性，并且具有良好的局部化特性。它在信号处理、振动分析、图像处理等领域具有广泛的应用。通过分解信号为一组模态函数，VMD可以提取信号中的重要特征，并且可以进行信号去噪、时频分析等任务。

需要注意的是，VMD是一种较新的信号分解方法，其理论和应用仍在不断发展和研究中。在实际应用中，需要根据具体问题和数据特性选择合适的信号分解方法。

代码实现