EnvSpectum.

机械诊断的包络谱

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语法

ES = Envectrum（X，FS）

es = envspectrum (xt)

es = envspectrum (＿＿＿、名称、值)

[ES，F，ENV，T] = EnvStum（＿＿＿）

envspectrum (＿＿＿）

描述

例子

西文= envspectrum (x，fs）返回信号的包络谱x以速度取样fs．如果x是矩阵，则函数为每一列独立计算包络谱，并在对应的列中返回结果西文．

例子

西文= envspectrum (xt）返回存储在MATLAB中的信号的包络谱^®时间表xt．

例子

西文= envspectrum (＿＿＿，名称,值）使用名称-值对参数为前面的任何语法指定附加选项。选项包括用于计算包络信号和估计频谱的频带的算法。

［西文，f，env，t) = envspectrum (＿＿＿）返回f，频率矢量图西文计算;env，信封信号;和t，时间env计算。

envspectrum (＿＿＿）没有输出参数在当前数字中绘制信封信号和信封谱。

例子

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振动信号的包络谱

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模拟两个振动信号，一个来自健康轴承，一个来自损坏轴承。计算并比较它们的包络谱。

俯仰直径为12cm的轴承具有八个滚动元件。每个滚动元件的直径为2厘米。外部种族保持静止，因为内部竞争在每秒25周期被驱动。加速度计在10 kHz时对轴承振动进行样本。

fs = 10000;f0 = 25;n = 8;d = 0.02;p = 0.12;

健康轴承的振动信号包括驱动频率的几个阶数。绘制0.1秒的数据。

t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;z = [1 0.5 0.2 0.1 0.05] * sin(2 *π* f0 *(1 2 3 4 5]。* t) / 5;情节(t, z) xlim ([0.4 - 0.5])

图中包含一个坐标轴。轴包含类型线的对象。

轴承外部竞争中的缺陷导致轴承的一系列5毫秒。最终，这些影响导致轴承磨损。轴承的球通频外竞争（BPFO）发生冲击，

$B P F O ＝ \frac{1}{2} n f_{0} ［ 1 - \frac{d}{p} \cos θ ］，$

在哪里 $f_{0}$ 是驾驶率，n是滚动元件的数量，d为滚动元件的直径，p轴承的螺距直径，和θ为轴承接触角。假设接触角为零，计算bfo。

ca = 0;BPFO = N * F0 / 2 *（1-D / P * COS（CA））

bpfo = 83.3333

模型每个冲击作为一个3千赫正弦波窗口平顶窗口。使冲击周期与梳函数卷积它。绘制0.1秒的数据。

fImpact = 3000;tImpact = 0:1 / fs: 5 e-3-1 / fs;xImpact =罪(2 *π* fImpact * tImpact)。* flattopwin(长度(tImpact)) / 10;xComb = 0(大小(t));xComb (1: fs / bpfo:结束)= 1;x = conv (xComb xImpact,'相同的'）/ 3;绘图（t，x + z）xlim（[0.4 0.5]）

图中包含一个坐标轴。轴包含类型线的对象。

在信号中加入高斯白噪声。指定噪声方差为1/30²。绘制0.1秒的数据。

Ygood = z + Randn（尺寸（z））/ 30;YBAD = X + Z + RANDN（尺寸（Z））/ 30;图（T，Ygood，T，YBad）XLIM（[0.4 0.5]）传奇（“健康”，“受损”）

图中包含一个坐标轴。轴线包含2个线型对象。这些对象表示健康、损坏。

计算并绘制包络信号和频谱。

EnvSpectrum（[Ygood'YBad']，FS）XLIM（[0 10 * BPFO] / 1000）

图中包含2个轴。标题为Envelope Signal的轴1包含两个类型为line的对象。标题为“包络光谱”的轴2包含2个线型对象。

比较峰值位置与bfo的谐波频率。包络谱中的bfo谐波是轴承磨损的标志。

harmImpact = (1:10) * bpfo;(X, Y) = meshgrid (harmImpact ylim);持有在情节(X / 1000 Y'：K')传说(“健康”，“受损”，“BPFO谐波”） 抓住离开

图中包含2个轴。标题为Envelope Signal的轴1包含两个类型为line的对象。带有标题信封谱的轴2包含12个类型的线路。这些物体代表健康，损坏，BPFO谐波。

计算信号的韦尔奇谱。指定频率分辨率为5hz。

图pspectrum ([yGood ' yBad '], fs,“FrequencyResolution”，5）传奇（“健康”，“受损”）

图中包含一个坐标轴。标题为Fres = 5hz的轴包含2个类型为line的对象。这些对象表示健康、损坏。

在频谱的低端，驱动频率和它的顺序掩盖了其他特征。健康轴承的频谱和损坏轴承的频谱是无法区分的。

XLIM（[0 10 * BPFO] / 1000）

图中包含一个坐标轴。标题为Fres = 5hz的轴包含2个类型为line的对象。这些对象表示健康、损坏。

故障轴承的频谱显示了由冲击频率调制的bfo谐波。

xlim ((bpfo * [10] -10 + fImpact) / 1000)

图中包含一个坐标轴。标题为Fres = 5hz的轴包含2个类型为line的对象。这些对象表示健康、损坏。

时间表的信封谱

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生成一个双通道信号，类似于每10毫秒完成一次旋转的轴承的振动信号。信号以10 kHz采样0.2秒，对应20个方位旋转。

fs = 10000;tmax = 20;MLT = 0.01;T = 0：1 / FS：MLT-1 / FS;

在每10毫秒间隔:

第一个通道是阻尼正弦波，阻尼常数为700，正弦波频率为600 Hz。
第二通道是另一个阻尼恒定800和正弦频率500Hz的阻尼正弦曲线。第二频道将第一通道滞后5毫秒。

画出信号。

日元=罪(2 *π* 600 * t)。* exp (-700 * t);y2 =罪(2 *π* 500 * t)。* exp (-800 * t);Y2 = [Y2 (51:100) Y2 (1:50)];T = (0:1 / fs: mlt * tmax-1 / fs) ';Y = repmat ((y1, y2), 1,最高温度)';情节(T, Y)

图中包含一个坐标轴。轴线包含2个线型对象。

使用时间间隔创建一个持续时间数组T．用持续时间数组和双通道信号构造一个时间表。

dt =秒(T);ttb =时间表(dt, Y);

用EnvSpectum.没有输出参数显示两个通道的包络信号和包络谱。计算整个奈奎斯特间隔的频谱，在两端排除100 Hz间隔。

envspectrum (ttb“乐队”4900年[100])

图中包含2个轴。标题为Envelope Signal的轴1包含两个类型为line的对象。标题为“包络光谱”的轴2包含2个线型对象。

信号的包络光谱在重复率为1 / 0.1kHz的重复率的整数倍数下具有峰值。这与预期一样。EnvSpectum.去除高频正弦分量，专注于低频重复行为。这就是为什么包络谱是分析旋转机械的有用工具。

计算包络信号和它被计算的时间。检查输出变量的类型。

[~, ~, ttbenv ttbt] = envspectrum (ttb,“乐队”4900年[100]);谁ttb *

名称大小字节类属性ttb 2000x1 48977时刻表ttbenv 2000x1 48985时刻表ttbt 2000x1 16002 duration

时间向量为持续时间类型，如输入时间表的时间值。输出时间表的大小与输入时间表的大小相同。

将输入时间表的每个通道存储为一个单独的变量。计算包络信号和时间向量。检查输出类型。

BTB =时间表（DT，Y（：，1），Y（：，2））;[〜，〜，btbenv，btbt] = envspectrum（btb，“乐队”4900年[100]);谁btb *

名称大小字节类属性btb 2000x2 49199时刻表btbenv 2000x2 49219时刻表btbt 2000x1 16002 duration

输出时间表的大小与输入时间表的大小相同。

调制脉冲的包络谱

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产生一个信号采样在1千赫5秒。信号由0.01秒的矩形脉冲组成，每个脉冲重复一次T= 0.25秒。幅度将信号调制到载波频率150Hz的正弦状上。

fs = 1 e3;达峰时间= 5;t = 0:1 / fs:最高温度;y = pulstran (t, 0:0.25:最高温度,'intppuls'，0.01）;FC = 150;z =调制（y，fc，fs）;

绘制原始和调制的信号。仅显示前几个周期。

情节(t t, y,, z,“- - -”网格)在轴([0 1 -1.1 1.1])

图中包含一个坐标轴。轴线包含2个线型对象。

计算信号的信封和包络谱。使用复杂解调确定信号包络。在以载波频率为中心的20 Hz间隔计算信封频谱。

(q, f, e, te) = envspectrum (z, fs,'方法'，“解调”，“乐队”[fc-10 fc + 10]);

绘制包络信号和包络频谱。放大从0到50hz的间隔。

次要情节(2,1,1)情节(te, e)包含(“时间”)标题(“信封”) subplot(2,1,2) plot(f,q) xlim([0 50]) xlabel('频率')标题(“包络谱”）

图中包含2个轴。带有标题信封的轴1包含一个类型为line的对象。标题为Envelope Spectrum的轴2包含一个类型为line的对象。

信封信号的时间相同，T= 0.25秒，作为原始信号。包络谱具有1 /的脉冲T= 4 Hz。

重复计算，但现在使用希尔伯特函数来计算包络线。用10阶有限脉冲响应(FIR)滤波器对信号进行带通滤波。的内置功能绘制包络信号和包络频谱EnvSpectum.．

EnvSpectrum（Z，FS，'方法'，'希尔伯特'，'filterorder'10）

图中包含2个轴。标题为Envelope Signal的轴1包含一个类型为line的对象。标题为Envelope Spectrum的轴2包含一个类型为line的对象。

将信号嵌入方差为1/3的高斯白噪声中。策划的结果。

z = z + randn(size(z))/3;情节(t、锌、“- - -”网格)在轴([0 1 -1.1 1.1])

图中包含一个坐标轴。轴包含类型线的对象。

计算并显示包络信号和包络频谱。在以载波频率为中心的10hz区间上使用复解调计算包络谱。放大从0到50hz的间隔。

EnvSpectrum（Zn，FS，“乐队”，[FC-5 FC + 5]）XLIM（[0 50]）

图中包含2个轴。标题为Envelope Signal的轴1包含一个类型为line的对象。标题为Envelope Spectrum的轴2包含一个类型为line的对象。

输入参数

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`x`- - - - - -输入信号
向量|矩阵

输入信号，指定为向量或矩阵。如果x是一个矢量，它被视为单个通道。如果x是一个矩阵EnvSpectum.为每个列独立计算信封频谱，并返回相应列的结果西文．

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)是单通道行向量信号。

例子:cos（pi ./ [4; 2] *（0：159））'+ Randn（160,2）是一个双通道信号。

数据类型:单|双
复数的支持:万博1manbetx是的

`fs`- - - - - -采样率
积极的真正的标量

采样率，指定为正实标量。

数据类型:单|双

`xt`- - - - - -输入时间表
时间表

输入时间表。xt必须包含递增的有限行时间。如果xt表示多通道信号，然后它必须具有包含由矢量组成的矩阵或多个变量的单个变量。

如果一个时间表有缺失或重复的时间点，你可以使用提示来修正它清除时间表缺失，重复，或不一致的时间．

例子:时间表(秒(0:4)”,randn (2))指定一个双通道的随机变量，采样频率为1hz，采样时间为4秒。

数据类型:单|双

名称值对参数

指定可选的逗号分隔的对名称,值参数。的名字参数名和价值是相应的价值。的名字必须出现在引号内。您可以以任何顺序指定多个名称和值对参数Name1, Value1,…,的家．

例子:“方法”、“希尔伯特’,‘FilterOrder’,‘带’,[0fs/ 4)使用30阶带通滤波器计算解析信号的包络线，计算0到1 / 2奈奎斯特频率之间的包络谱。

`'方法'`- - - - - -用于计算信封信号的算法
`“解调”`(默认)|`'希尔伯特'`

计算包络信号的算法，指定为逗号分隔对，由'方法',要么'希尔伯特'或者“解调”．看到算法为更多的信息。

`“乐队”`- - - - - -用于计算包络谱的频带
`［fs/ 4.fs* 3/8)`(默认)|双元素矢量

计算信封谱的频段，指定为逗号分隔对“乐队”和一个严格在0和奈奎斯特频率之间递增值的二元向量。

数据类型:单|双
复数的支持:万博1manbetx是的

`'filterorder'`- - - - - -冷杉过滤器订单
`50`(默认)|正整数标量

FIR过滤器订单，指定为逗号分隔对组成'filterorder'和一个正整数标量。

如果'方法'是'希尔伯特'，然后此参数指定FIR带通滤波器的顺序。
如果'方法'是“解调”，则此参数指定FIR低通滤波器的顺序。

数据类型:单|双

输出参数

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`西文`- 信封谱
向量|矩阵

包络谱，作为向量或矩阵返回。

`f`- 频率
向量

计算信封频谱的频率作为向量返回。

`env`——包络信号
向量|矩阵|时间表

包络信号，以向量、矩阵或时间表的形式返回。

如果输入到EnvSpectum.是一个时间表，然后env也是一个时间表。时间值env具有与输入时间表的时间值相同的格式。

如果输入是一个包含矩阵的单一变量的时间表，那么env有一个包含一个矩阵的变量。
如果输入是一个由向量组成的多变量时间表，则env有多个由向量组成的变量。

`t`——时间值
向量

计算包络信号的时间值，以矢量形式返回。

如果输入到EnvSpectum.是一个时间表，然后t格式与输入的时间表的时间值相同。

算法

EnvSpectum.首先消除输入信号的直流偏置，x，然后计算信封信号。

如果'方法'被设置为'希尔伯特'，功能：
1. 带通滤波器的信号。FIR滤波器有一个指定的顺序'filterorder'截止频率在巴（1）和巴（2）,在那里英航是否使用指定的频带“乐队”．
2. 计算分析信号使用希尔伯特函数。
3. 计算包络信号作为解析信号的绝对值。

如果'方法'被设置为“解调”，功能：
1. 执行信号的复杂解调。信号乘以Exp（j2πf₀t）,在那里f₀= (巴（1）+巴（2）) / 2．
2. 低通滤波解调信号，以计算分析信号。FIR滤波器有一个指定的顺序'filterorder'截止频率为（巴（2）- - - - - -巴（1）) / 2．
3. 将包络信号计算为分析信号的绝对值的两倍。