MATLAB环境下基于稀疏最大谐波噪声比反卷积的信号处理方法

状态监测与故障诊断是保障机械设备安全、稳定运行的基础。滚动轴承是旋转机械的核心部件,其服役性能直接影响整台设备的运行安全。在测试的振动信号中,周期性冲击是滚动轴承发生故障的重要标志。因此,如何从振动信号中提取出与故障相关的周期性冲击成分,是实现轴承故障诊断的关键。然而,随着机械设备集成化程度越来越高和运行工况日益复杂化,测试的振动信号的组成成分愈发复杂,噪声和干扰信息带来的影响也日趋严重,使得轴承故障特征更加微弱,特征提取变得十分困难。

谐波噪声比,被定义为信号中谐波成分与噪声成分能量的比值。对于数据序列x,其谐噪比定义为:

为了测试HNR对周期性故障特征的评价性能,计算了严格等间隔分布的周期性冲击信号以及设置0%~20%的随机波动对应信号的HNR值,结果如图2所示。

原始严格周期的信号,其HNR数值为11.58,随着随机波动的增大,信号的周期性逐渐降低,对应的HNR数值也随之下降。由此说明,HNR能够有效、定量地评价故障信号的周期性特征。

鉴于谐波噪声比的优势,提出一种基于稀疏最大谐波噪声比反卷积的信号处理方法,算法程序运行环境为MATLAB R2018a,可用于旋转设备故障诊断,也可用于金融时间序列,地震信号,机械振动信号,语音信号,声信号等一维信号分析。

复制代码
% 最优滤波频带滤波后的时域波形
figure
plot(t,hilx);
ylabel('Amplitude');
xlabel('Time [s]');
set(gcf,'pos',pos);
% 最优滤波频带滤波后的包络谱
figure
myfft(fs,hilx,1);
ylabel('Amplitude');
xlabel('Frequency [Hz]');
set(gcf,'pos',pos);
xlim([0 300])

出图如下:

工学博士,担任《Mechanical System and Signal Processing》审稿专家,担任
《中国电机工程学报》优秀审稿专家,《控制与决策》,《系统工程与电子技术》,《电力系统保护与控制》,《宇航学报》等EI期刊审稿专家。

擅长领域:现代信号处理,机器学习,深度学习,数字孪生,时间序列分析,设备缺陷检测、设备异常检测、设备智能故障诊断与健康管理PHM等。

相关推荐
wdfk_prog4 小时前
嵌入式面试真题第 10 题:高优化等级下共享状态可见性、内存模型与系统级同步设计
java·linux·开发语言·面试·职场和发展·架构·c
许彰午7 小时前
95_Python内存管理与垃圾回收
开发语言·python
多加点辣也没关系7 小时前
JavaScript|第13章:原始类型的方法
开发语言·javascript·ecmascript
এ慕ོ冬℘゜7 小时前
深入理解 JavaScript 事件体系:Window、鼠标与键盘事件详解
开发语言·javascript·okhttp
chouchuang9 小时前
day-030-综合练习-笔记管理器
开发语言·笔记·python
云空10 小时前
《Three.js 3D实例大全》
开发语言·javascript·3d·three.js
techdashen10 小时前
Go 1.26 新增 `bytes.Buffer.Peek`:只看数据,不移动读取位置
开发语言·后端·golang
李永奉10 小时前
杰理可视化SDK开发-AC700N耳机端根据SIRI语音助手状态触摸按键唤醒SIRI语音助手和关闭SIRI语音助手
人工智能·语音识别
C137的本贾尼10 小时前
第七篇:消息队列(MQ)——就是个带存储的异步通信管道
java·开发语言·中间件
不羁的木木11 小时前
HarmonyOS APP实战-基于Image Kit的图像处理APP - 第9篇:批量处理与编辑历史
图像处理·ubuntu·harmonyos