帮我写一个轴承数据故障诊断基于MATLAB的代码,主要流程包括:对信号进行随机取段然后再进行白化,之后用卷积进行特征提取,然后对提取的特征进行高斯聚类,得到尾部数据,在对尾部数据进行高通滤波器处理,之后再用EVT进行阈值设定进行检测。
时间: 2024-02-16 19:03:47 浏览: 66
为了编写轴承数据故障诊断基于MATLAB的代码,我们需要遵循以下步骤:
1. 对信号进行随机取段,然后进行白化处理:
```matlab
% 随机取段
n = 2048; % 段的长度
N = length(signal); % 信号长度
num_segments = floor(N/n); % 取段的数量
segments = zeros(num_segments, n); % 存储取出来的段
for i = 1:num_segments
idx_start = (i-1)*n+1;
idx_end = i*n;
segments(i,:) = signal(idx_start:idx_end);
end
% 白化处理
for i = 1:num_segments
segment = segments(i,:);
[coeff,score,latent] = pca(segment); % 使用PCA进行白化处理
segments(i,:) = score(:,1); % 取第一主成分作为白化后的信号
end
```
2. 用卷积进行特征提取:
```matlab
% 按照文献中的方法,使用卷积进行特征提取
window_size = 64; % 窗口大小
step_size = 32; % 步长
num_features = floor((n-window_size)/step_size)+1; % 特征数量
features = zeros(num_segments, num_features); % 存储提取出来的特征
kernel = hann(window_size); % 汉宁窗口
for i = 1:num_segments
segment = segments(i,:);
for j = 1:num_features
idx_start = (j-1)*step_size+1;
idx_end = idx_start+window_size-1;
window = segment(idx_start:idx_end).*kernel'; % 窗口加权
feature = sum(abs(diff(window))); % 求一阶差分的绝对值和
features(i,j) = feature;
end
end
```
3. 对提取的特征进行高斯聚类,得到尾部数据:
```matlab
% 高斯聚类
num_clusters = 3; % 聚类数量
gmModel = fitgmdist(features, num_clusters); % 高斯混合模型
idx = cluster(gmModel, features); % 分配每个特征所属的簇
tail_idx = max(idx); % 尾部簇的编号
tail_features = features(idx==tail_idx,:); % 取出尾部数据
```
4. 对尾部数据进行高通滤波器处理:
```matlab
% 高通滤波器
cutoff_freq = 100; % 截止频率
[b, a] = butter(4, cutoff_freq/(Fs/2), 'high'); % 高通滤波器系数
tail_signal = tail_features(:,end); % 取尾部数据的最后一个特征作为信号
tail_filtered = filtfilt(b, a, tail_signal); % 过滤信号
```
5. 用EVT进行阈值设定进行检测:
```matlab
% EVT检测
alpha = 0.99; % EVT参数
u = mean(tail_filtered); % 均值
sig = std(tail_filtered); % 标准差
threshold = u+sig/alpha; % 阈值
if max(tail_filtered) > threshold
disp('故障');
else
disp('正常');
end
```
以上就是轴承数据故障诊断基于MATLAB的代码的主要流程。
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