振动信号绘制包络谱

绘制包络谱的一种方法是使用希尔伯特变换。该变换将时域信号转换为复信号，然后对其进行包络分析。具体步骤如下：

1. 对原始信号进行希尔伯特变换，得到其复信号。

2. 计算复信号的模（即振幅）。

3. 对振幅信号进行低通滤波，以去除高频噪声和不需要的成分。

4. 对滤波后的振幅信号进行傅里叶变换，得到其频谱。

5. 绘制频谱的包络线，即为包络谱。

下面是一个Python代码示例，展示如何绘制包络谱。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.signal import hilbert, butter, filtfilt

# 生成一个随机振动信号
fs = 1000  # 采样率
t = np.arange(0, 1, 1/fs)  # 时间轴
x = np.sin(2*np.pi*10*t) + np.sin(2*np.pi*50*t) + np.random.randn(len(t))*0.1

# 希尔伯特变换
hx = hilbert(x)
amp = np.abs(hx)

# 低通滤波
nyq_freq = fs/2
cutoff_freq = 100
b, a = butter(4, cutoff_freq/nyq_freq, 'low')
env = filtfilt(b, a, amp)

# 傅里叶变换
n = len(x)
freq = np.fft.fftfreq(n, d=1/fs)
amp_env = np.abs(np.fft.fft(env))

# 绘制包络谱
fig, ax = plt.subplots(2, 1, figsize=(10, 6))
ax[0].plot(t, x, label='原始信号')
ax[0].plot(t, env, label='包络线')
ax[0].set_xlabel('时间 (s)')
ax[0].set_ylabel('振幅')
ax[0].legend()
ax[1].plot(freq[:n//2], amp_env[:n//2])
ax[1].set_xlabel('频率 (Hz)')
ax[1].set_ylabel('包络谱')
plt.show()

运行该代码，将会得到一个包络谱图像，展示了原始信号及其包络线的时域波形和频域包络谱。