倒频谱齿轮故障诊断python代码

倒频谱齿轮故障诊断是一种齿轮故障诊断的方法，它利用倒频谱原理分析齿轮系统的振动信号，通过提取频率分量和相位信息来判断齿轮故障的类型和程度。以下是一个用Python实现倒频谱齿轮故障诊断的示例代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 模拟齿轮系统振动信号
fs = 1000  # 采样频率
t = np.arange(0, 1, 1 / fs)
f1 = 50  # 齿轮齿数差对应的频率
f2 = 200  # 故障对应的频率
x = np.sin(2 * np.pi * t * f1) + 0.5 * np.sin(2 * np.pi * t * f2)

# 进行FFT变换
N = len(x)
X = np.fft.fft(x)
X_mag = np.abs(X[:N//2])
f = np.linspace(0, fs/2, N//2)

# 对振动信号进行谱减法
threshold = 0.2  # 谱减法阈值
X_subtracted = np.where(X_mag > threshold, X_mag - threshold, 0)

# 进行倒频谱变换
X_inv = np.conj(X_subtracted[::-1])

# 进行逆FFT变换
x_inv = np.fft.ifft(X_inv)
x_inv = np.real(x_inv)

# 绘图显示结果
plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(t, x)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Gear Vibration Signal')

plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(t, x_inv)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Inverse Frequency Spectrum Signal')

plt.tight_layout()
plt.show()

运行上述代码，将生成两幅子图。第一幅子图为齿轮系统振动信号波形图，第二幅子图为倒频谱变换后的信号波形图。倒频谱变换能够将频谱中的高频分量消除，突出低频成分，有助于故障分析人员判断齿轮故障类型以及故障程度。