轴承matlab处理程序(2)

与前面零均值化处理中做频域图的方法一样，做出G201与G201lb的频谱图G201p与G201lbp，得到图形如下：

在时域内不能明显的看出处理前后的区别。但从频域图可以看出，2500Hz后的频率几乎不存在。因为低通滤波器的通带截至频率为2400hz，阻带截至频率为2800hz。可见滤波效果是很好的。

以上介绍了一些数据预处理的方法，鉴于本文采集的原始信号数据较好，故只做零均值化这一项处理。

3． 时域特征值提取（原理公式见P15）

命令窗口输入：

G201m=sum(G201l)/20000; %G201m为均值，G201l为零均值化处理后结果，下同 G201f=sum((G201l-G201m).^2); %G201f为方差 G201rms=sqrt(sum(G201l.^2)/20000); %G201rms均方根值 G201peak=(max(G201l)-min(G201l))/2; %G201peak为峰值 G201c= G201peak/G201rms; %G201c为峰值因子 G201k=sum(G201l.^4)/((G201rms.^4)*20000); %G201k为峭度系数 G201s=(G201rms*20000)/sum(abs(G201l)); %G201s为波形因子 G201cl=G201peak/(sum(sqrt(abs(G201l)))/20000).^2; %G201cl裕度因子 G201i=(G201peak*20000)/sum(abs(G201l)); %G201i脉冲因子 由此得到G201的时域特征值

根据前述方法一次得到G202~G2010，Z201~Z2010的时域特征值，建立表格

时域特征值 状样本 态 均值（10） G201 6.8522 ?7方差 均方根值RMS 0.3421 峰值peak 2.2701 峭度系数K 13.3234 峰值因子C 6.6357 裕度因子CL 18.2259 脉冲因子I 12.4649 12.6277 12.6360 12.9644 波形因子S 1.8785 2340.80 G202 22.3452 2605.74 0.3610 2.3549 14.2170 6.5242 18.8212 1.9355 G203 -32.3854 2902.36 0.3809 2.4886 13.5320 6.5326 18.9323 1.9343 G204 故G205 障轴G206 承 15.3290 2630.68 0.3627 2.4803 13.8756 6.8388 19.0288 1.8957 15.8944 2510.69 0.3543 2.3379 13.2632 6.5985 18.5740 12.5271 1.8985 -3.7363 2647.01 0.3638 2.3936 13.5382 6.5793 18.2408 12.4295 12.1190 13.2839 1.8892 G207 -2.0675 2379.66 0.3449 2.2871 12.3882 6.6305 17.5623 1.8278 G208 -4.5102 2548.62 0.3570 2.4512 14.0457 6.8666 19.8195 1.9346 G209 8.0880 2496.80 0.3533 2.3371 12.6304 6.6146 17.3757 12.0823 1.8266 G2010 4.4080 2871.86 0.3789 2.3167 11.7416.1138 16.91311.3861.8625 7 正常轴Z201 Z202 Z203 Z204 Z205 Z206 Z207 5.2419 27.7179 -23.9824 2.5821 3.4274 28.4233 16.6702 -17.6965 20.4848 -4.0320 1940.06 1805.18 1698.73 1677.68 1890.52 1688.29 1629.54 1605.22 1714.37 1790.06 0.3115 0.3004 0.2914 0.2896 0.3075 0.2905 0.2854 0.2833 0.2928 0.2992 1.5850 1.5030 1.3764 1.7399 1.5231 1.3247 1.4618 1.3490 1.4573 1.6877 4.3203 4.4684 4.6255 4.8859 4.5035 3.9282 4.5880 4.4366 4.6610 5.1908 5.0889 5.0027 4.7228 6.0073 4.9539 4.5594 5.1213 4.7618 4.9774 5.6412 4 8.1828 8.0612 7.7033 9.6808 7.9403 7.2148 8.2338 7.6770 8.0983 9.3795 6 6.7397 6.6351 6.3155 7.9770 6.5522 5.9647 6.7921 6.3201 6.6466 7.6467 1.3244 1.3263 1.3372 1.3279 1.3226 1.3082 1.3262 1.3272 1.3354 1.3555 承 Z208 Z209 Z2010 列出时域参数的数字表后可以简单分析，故障轴承和正常轴承在方差，峰值，峭度系数，裕度因子，脉冲因子，波形因子差别较为明显，而在均值，均方根值，峰值因子差别不明显。

4． 频域特征值提取（原理公式见P18）

4.1频域参数

命令窗口输入： for i=2:20000

G201g(i)=(G201l(i)-G201l(i-1))/(1/10000); end

for i=2:20000

G201gg(i)=G201g(i)*G201l(i); end

G201msf=(sum((G201g).^2))/(4*(pi^2)*sum(G201l.^2)); %G201msf为均方频率 G201fc=(sum(G201gg))/(2*pi*sum(G201l.^2)); %G201fc重心频率

G201vf=G201msf-G201fc.^2; %G201vf为频率方差

由此得到G201l的频域参数。

根据前述方法一次得到G202~G2010，Z201~Z2010的时域特征值，建立表格

状样本 态 故障轴承 G201 G202 G203 G204 G205 频域参数 重心频率 727.4390 732.7359 783.7554 772.6559 708.5887 频率方差 768683.0900 755254.2402 830793.7149 858228.7434 743009.3845 均方频率 1297850.5751 1292156.1458 1445066.2883 1455225.8325 1245107.3676 G206 G207 G208 G209 G2010 正常轴承 Z201 Z202 Z203 Z204 Z205 Z206 Z207 Z208 Z209 Z2010 807.0247 776.6448 752.5714 839.0520 774.6435 1947.7204 2063.4476 2124.7889 2129.9819 2049.5272 2047.9791 2151.6996 2181.3990 2171.5092 2088.4724 876652.1313 825242.1517 842258.3010 952037.6514 842014.2850 6177234.3816 6752047.5896 6969666.4435 7038297.6616 6681185.6000 6659325.1708 7045509.3320 7213367.4335 7046245.8915 6637350.7777 1527941.0240 1428419.3696 1408621.9914 1656045.8589 1442086.8989 9970849.1539 11009863.5570 11484394.4028 11575120.4785 10881747.3107 10853543.6293 11675320.4950 11971868.8764 11761698.1452 10999067.8211 从上表可以看出，频域参数的特征值重复性和差异性都是比较良好的。 4.2傅里叶变换（原理公式见P20）

将G201l和Z201l（Z201l为Z201零均值化后数据）的fft变换后的G201lp与Z201lp做出，程序如下：

G201lp=abs(fft(G201l,16384));G201lp=G201lp(1:8192,1); Z201lp=abs(fft(Z201l,16384));Z201lp=Z201lp(1:8192,1); subplot(2,1,1),plot(G201lp); subplot(2,1,2),plot(Z201lp);

如下图所示：

能够区分两个状态且能代表自己频谱的区域有：点（326，1）、区域（2560～3000）、点（3278，1）、区域（6310~6646）、区域（6850~7300）用

标记。

对故障轴承数据随机抽取G202fft、G206fft、G207fft、G209fft数据对比图形如下：

从故障轴承抽样数据对比图形可以看出，各个特征值的性重复较好。

对正常轴承数据随机抽取Z203fft、Z204fft、Z206fft、Z208fft数据对比图形如下：

图3-12正常轴承重复性FFT谱

从正常轴承抽样数据对比图形可以看出，各个特征值的性重复较好。利用以下程序将G201~G2010，Z201~Z2010的傅里叶变换特征值与特征区域提取出来：

G201ffttz=[G201lp(326,1),sum(G201lp(2560:3000,1)),G201lp(3278,1),sum(G201lp(6310:6646,1)), sum(G201lp(6850:7300,1))];%G201ffttz为G201l进行fft变换后提取的特征值 建立表格：

状样本 态 故G201 障G202 （326，1） （2560：3000，1） （3278，1） （6310：6646，1） （6850：7300，1） 24.0370 36.1318 16457.4591 15337.1272 223.4111 216.3505 5511.6023 5283.4564 5070.6419 5046.5340 FFT频域特征值

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