生成轴承振动数据

驱动了图中所示尺寸的轴承 ${\mathit{F}}_{0.}=25.$每秒周期。加速度计在10 kHz时对轴承振动进行样本。

使用两个有缺陷的轴承产生振动信号轴承DATA.在示例末尾的功能。在其中一个信号中，XBPFO，轴承在外部竞争中具有缺陷。在另一个信号中，XBPFI.，轴承在内圈具有缺陷。有关建模和诊断轴承缺陷的更多详细信息，请参阅旋转机械的振动分析和EnvSpectum.。

[t，xbpfo，xbpfi，bpfi] = bessiondata;

使用信号分析仪计算信封频谱

打开信号分析仪并将BPFO信号拖动到显示。通过在信号表中选择它来向信号添加时间信息并单击时间价值纽约州分析仪标签。选择采样率和开始时间选项并输入10 kHz采样率。

在这一点展示选项卡，单击光谱打开频谱视图。振动信号的光谱显示由3 kHz冲击频率调制的BPFO谐波。在光谱的低端，驱动频率及其订单模糊了其他特征。

选择信号，然后在分析仪选项卡，单击重复的生成它的副本。给出新的信号名称Envspec.并将其拖动到显示器。使用Hilbert变换计算信号的包络谱：

信封频谱出现在显示器的频谱视图中。包络谱清晰地显示出bfo谐波。

创建集成分析脚本的步骤

如果必须为许多不同的轴承重复，则信封谱的计算可能会令人疑问。信号分析仪可以生成MATLAB®脚本和函数，以帮助您自动化计算。

作为练习，重复上一个分析BPFI信号。信号分析仪生成两个可用于自动化的组件：

要创建集成的分析脚本，请将预处理函数放在一个文件中不变，将绘图脚本保持在一起。（或者，您可以在单独的文件中保存函数。）

1.创建预处理功能

最初，创建再现预处理步骤的函数。选择Envspec.信号。在这一点分析仪选项卡，单击生成功能。函数，调用预处理默认情况下，将显示在编辑器中。将生成的函数保存在您的集成分析脚本的末尾。该函数预计指定时间信息的第二个参数。使用该功能预处理BPFI信号。

envspec = preprocess（xbpfi，t）;

2.创建Spectrum脚本

在应用程序中，通过清除其名称旁边的复选框，从显示中删除未处理的信号。在这一点展示选项卡，单击生成脚本▼和选择频谱脚本。脚本出现在编辑器中。在您的集成分析脚本中包含生成的代码。运行分析脚本时，生成的频谱脚本会计计算预处理的BPFI信号的包络谱。

％计算功率谱MATLAB（R）9.6生成的％和信号处理工具箱8.2。％生成：12-11-2018 15:13:34％ 参数timelimits = [0 0.9999];％秒frequencyLimits = [0 5000];％Hz.%%％指数进入信号时间区域envspec_roi = envspec（:);Samplere = 10000;％Hz.starttime = 0;％秒Minidx = CEIL（MAX（（1）-StartTime）* Sampleate，0））+ 1;maxidx =楼层（min（（2）-starttime）* sampleate，长度（envspec_roi）-1））+ 1;envspec_roi = envspec_roi（minidx：maxidx）;％计算谱估计％运行下面的函数调用，没有输出参数绘制结果[penvspec_roi，fenvspec_roi] = pspectrum（envspec_roi，sampleate，......'surformlimits'，surformshimits）;

绘图包络谱

绘制信封谱。将峰值位置与前十个BPFI谐波的频率进行比较。您还可以使用该信封谱绘制信封谱pspectrum.命令没有输出参数。

plot（fenvspec_roi，（penvspec_roi））保持在(X, Y) = meshgrid ((1:10) * bpfi ylim);情节(X, Y,'：K'） 抓住离开XLIM（[0 10 * BPFI]）

功能代码

信号预处理功能

该应用程序生成的信号预处理功能结合了去趋势、带通滤波和包络计算。

功能y =预处理(x, tx)％预处理输入x％此功能期望输入向量x和时间值矢量％tx。TX是以秒为单位的数字矢量。MATLAB（R）9.6生成的％和信号处理工具箱8.2。％生成：12-ov-2018 15:09:44y = detrend（x，'持续的'）;FS = 1 /平均值（Diff（Tx））;％平均样品率Y =带通（Y，[2250 3750]，FS，'陡峭'，0.85，'stopbandattenuation'，60）;[Y，〜] =信封（Y）;y = detrend（y，'持续的'）;结尾

承载数据生成功能

轴承具有俯仰直径 $\mathit{P.}=12.$CM和轴承接触角 $\mathrm{\theta .}=0.$。每个 $\mathit{N}=8.$滚动元件具有直径 $\mathit{D.}=2$厘米。当内圈被驱动时，外圈保持静止 ${\mathit{F}}_{0.}=25.$每秒周期。加速度计在10 kHz时对轴承振动进行样本。

功能[t，xbpfo，xbpfi，bpfi] = uchingdata p = 0.12;d = 0.02;n = 8;th = 0;F0 = 25;FS = 10000;

对于健康的轴承，振动信号是几个顺序驱动频率的叠加，嵌入在白色高斯噪声中。

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);xHealthy = z + randn(size(z))/10;

外部竞争的缺陷导致一系列5毫秒的影响，随着时间的推移导致轴承磨损。轴承的球通频外竞争（BPFO）发生冲击，

$\mathrm{BPFO.}=\frac{1}{2}{\mathit{NF.}}_{0.}\left[1-\frac{\mathit{D.}}{\mathit{P.}}\mathrm{COS.}\mathrm{\theta .}\right]$。

模型作为3 kHz指数阻尼正弦曲线的周期列车的影响。将影响添加到健康信号以产生BPFO振动信号。

bpfo = n * f0 / 2 *（1-d / p * cos（th））;TMP = 0：1 / FS：5E-3-1 / FS;XMP = SIN（2 * PI * 3000 * TMP）。* EXP（-1000 * TMP）;XBPFO = XHealthy + Pulstran（T，0：1 / BPFO：1，XMP，FS）/ 4;

如果缺陷在内部竞争中，则影响处于频率

$\mathrm{BPFI.}=\frac{1}{2}{\mathit{NF.}}_{0.}\left[1+\frac{\mathit{D.}}{\mathit{P.}}\mathrm{COS.}\mathrm{\theta .}\right]$。

通过向健康信号添加冲击来产生BPFI振动信号。

bpfi = n * f0 / 2 *（1 + d / p * cos（th））;XBPFI = XHealthy + Pulstran（T，0：1 / BPFI：1，XMP，FS）/ 4;结尾