摘要:由于表面肌电(sEMG)信号具有非线性和非平稳性,导致传统的肌肉疲劳分类方法存在局限性,基于此提出一种基于 傅里叶分解方法(FDM)和机器学习相结合的肌肉疲劳分类方法。 使用 FDM 将 sEMG 信号分解为一系列傅里叶固有频带函数 (FIBF),确定最优分解水平,利用 FDM 提取各 FIBF 分量总功率占 sEMG 信号总功率的比例(FTPR)作为分类特征,对比各机器 学习分类算法的有效性和数据长度对分类准确率的影响。 研究表明基于 FDM 的特征提取方法能够有效的识别肌肉疲劳状态, 在数据长度为 3 000 且 FDM 的 10 层分解水平下,使用支持向量机分类器,得到了 98. 17%的平均分类准确率。 对每个 FIBF 分 量单独进行分析,发现在第 5 个 FIBF 分量下的 FTPR 有最好的类可分性,肌肉疲劳时第 1 ~ 2 分量的 FTPR 会变大,第 4 ~ 10 分 量的 FTPR 会变小,即当肌肉疲劳时 sEMG 信号 0~ 117 Hz 区间的频率幅度会增加,175. 5 ~ 585 Hz 区间的频率幅度会下降。 通 过对比不同特征提取方法的肌肉疲劳分类效果,实验结果表明 FDM 和 FTPR 特征能够显著提高分类准确率。 因此,所提方法 可用于肌肉疲劳状态识别。