小波分解后，故障特征没有出现在相应的低频段

Cappuccinochou

1. 
   
2. %1.西储大学滚动轴承数据的“外圈故障小波包络分析”
   
3. %2.用wavedec进行一维小波分解，再由wrcoef重构细节信号，再由细节信号的包络谱得到故障频谱
   
4. % 外环故障特征频率  3.5848*1797/60=107.36476HZ
   
5. clear all
   
6. close all
   
7. load OR007@12_0_drive;   %ball fault(drive)
   
8. data=X156_DE_time;
   
9. N=4096;                %采样点数
   
10. fs=12000;              %采样频率
    
11. t=1:N;
    
12. t=t/fs;
    
13. xdata=data(1:4096);
    
14. xdata_outer=(xdata-mean(xdata)/std(xdata,1));
    
15. s = xdata_outer;
    
16. 
    
17. % % 时域波形
    
18. figure(1)
    
19. subplot(211)
    
20. plot(t,s)
    
21. title('采集数据波形')
    
22. xlabel('时间 t/s');
    
23. 
    
24. %%一维小波分解
    
25. [c,l] = wavedec(s,4,'db1');    %db1小波进行4层分解
    
26. subplot(212);
    
27. plot(t,c);
    
28. title('小波分解结构')
    
29. xlabel('低频系数和第4、3、2、1层的高频系数');
    
30. 
    
31. % 提取小波系数
    
32. ca4=appcoef(c,l,'db1',4);    %提取第4层低频系数
    
33. [cd1,cd2,cd3,cd4] = detcoef(c,l,[1 2 3 4]);  %提取第3、2、1的高频系数
    
34. figure(2)      %显示小波分解后的信号
    
35. subplot(511); plot(ca4); ylabel('ca4');title('第4层的低频系数');
    
36. subplot(512); plot(cd4); ylabel('cd4');title('第4层的高频系数');
    
37. subplot(513); plot(cd3); ylabel('cd3');title('第3层的高频系数');
    
38. subplot(514); plot(cd2); ylabel('cd2');title('第2层的高频系数');
    
39. subplot(515); plot(cd1); ylabel('cd1');title('第1层的高频系数');
    
40. 
    
41. %系数重构
    
42. a4=wrcoef('a',c,l,'db1',4)
    
43. d4=wrcoef('d',c,l,'db1',4);
    
44. d3=wrcoef('d',c,l,'db1',3);
    
45. d2=wrcoef('d',c,l,'db1',2);
    
46. d1=wrcoef('d',c,l,'db1',1);
    
47. figure(3)     %显示细节信号
    
48. subplot(5,1,1);plot(t,a4,'LineWidth',2);ylabel('a4');
    
49. subplot(5,1,2);plot(t,d4,'LineWidth',2);ylabel('d4');
    
50. subplot(5,1,3);plot(t,d3,'LineWidth',2);ylabel('d3');
    
51. subplot(5,1,4);plot(t,d2,'LineWidth',2);ylabel('d2');
    
52. subplot(5,1,5);plot(t,d1,'LineWidth',2);ylabel('d1');
    
53. xlabel('时间 t/s');
    
54. 
    
55. %信号的包络谱
    
56. nfft = 2^nextpow2(N);
    
57. 
    
58. %第4层低频信号a4包络
    
59. y4=hilbert(a4);
    
60. ydata4=abs(y4);
    
61. y4=y4-mean(y4);
    
62. y=fft(ydata4,nfft)/nfft;
    
63. f=fs/2*linspace(0,1,nfft/2+1);
    
64. figure(4)
    
65. subplot(511)
    
66. plot(f,2*abs(y(1:nfft/2+1)));  axis([0,1000,0,0.015]);
    
67. title('第4层低频系数a4的包络谱')
    
68. 
    
69. %第4层高频信号d4包络
    
70. y3=hilbert(d4);
    
71. ydata3=abs(y3);
    
72. y3=y3-mean(y3);
    
73. y=fft(ydata3,nfft)/N;
    
74. f=fs/2*linspace(0,1,nfft/2+1);
    
75. subplot(512)
    
76. plot(f,2*abs(y(1:nfft/2+1)));  axis([0,1000,0,0.015]);
    
77. title('第4层高频系数d4的包络谱')
    
78. 
    
79. %第3层细节信号的包络谱
    
80. y2=hilbert(d3);  ydata2=abs(y2);  y2=y2-mean(y2);  y=fft(ydata2,nfft)/N; f=fs/2*linspace(0,1,nfft/2+1);
    
81. subplot(513)
    
82. plot(f,2*abs(y(1:nfft/2+1)));  axis([0,1000,0,0.015]);
    
83. title('第3层高频系数d3的包络谱')
    
84. 
    
85. %第2层细节信号的包络谱
    
86. y1=hilbert(d2);  ydata1=abs(y1);  y1=y1-mean(y1);  y=fft(ydata1,nfft)/N; f=fs/2*linspace(0,1,nfft/2+1);
    
87. subplot(514)
    
88. plot(f,2*abs(y(1:nfft/2+1)));  axis([0,1000,0,0.1]);
    
89. title('第2层高频系数d2的包络谱')
    
90. 
    
91. %第1层细节信号的包络谱
    
92. y=hilbert(d1);  ydata=abs(y);  y=y-mean(y);  y=fft(ydata,nfft)/N;  f=fs/2*linspace(0,1,nfft/2+1);  
    
93. subplot(515)
    
94. plot(f,2*abs(y(1:nfft/2+1)));  axis([0,1000,0,0.1]);
    
95. title('第1层高频系数d1的包络谱')
    
96. xlabel('频率')
    
97. 
    

复制代码

说明：上述代码是利用西储大学的轴承振动检测数据，利用小波分解然后对低频信号、高频信号包络来检测外环故障。
问题：采样频率为12000，进行4层小波分解，那么重构后各低频、高频系数对应的频段应该为 a4 0-375   d4 375-750  d3 750-1500  d2 1500-3000 d1 3000-6000，仿真图显示d1的包络谱中出现了很明显的特征频率，a4的包络谱却看不到，结果如图：
[

重构系数的包络谱

初学小波，还请各位了解的帮忙解答，多谢各位。
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2015-12-25 09:45 上传

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