【轴承故障检测】【借助倒谱预白化技术在变速条件下诊断轴承故障的应用】带通滤波后的倒谱预白化的平方包络谱用于轴承故障检测附Matlab代码

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🔥 内容介绍

2. 传统检测方法的局限性

“带通滤波 + 倒谱预白化 + 平方包络谱” 技术组合，通过噪声抑制（倒谱预白化） 与时变特征聚焦（平方包络谱） ，可有效解决变速条件下的轴承故障检测难题。

二、核心技术原理：带通滤波、倒谱预白化与平方包络谱

1. 带通滤波：初步筛选故障冲击频段

轴承故障冲击信号的频率通常集中在2-20kHz（取决于轴承型号与转速），而低频段（<2kHz）主要为齿轮啮合、转子不平衡等干扰，高频段（>20kHz）为环境噪声。带通滤波的作用是：

• 频段选择：根据轴承参数（如节圆直径、滚动体直径）估算故障冲击的大致频率范围，设计 Chebyshev I 型或巴特沃斯带通滤波器，保留目标频段信号；

• 干扰抑制：滤除低频结构振动与高频环境噪声，初步提升信号信噪比（SNR），为后续倒谱预白化奠定基础。

设计要点：滤波器阶数通常取 4-8 阶，通带波纹≤1dB，阻带衰减≥40dB，避免过度滤波导致故障冲击信号失真。

2. 倒谱预白化：抑制周期性噪声与传递路径干扰

倒谱（Cepstrum）是 “频谱的对数的傅里叶变换”，可将时域中的周期性噪声（如齿轮啮合频率、电机供电频率）转化为倒谱域的离散峰值，通过 “倒谱滤波” 去除这些峰值，实现信号 “预白化”（即噪声能量均匀分布，故障特征凸显）。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 吴晓波,赵武锋,陈志强.一种轴承故障检测的新方法[J].仪器仪表学报, 2005, 26(5):4.DOI:CNKI:SUN:YQXB.0.2005-05-018.

[2] 赵立.燃机故障转子非线性动力学特性分析与故障诊断方法研究[D].华北电力大学;华北电力大学(北京)[2025-10-15].

[3] 彭建华.轧钢机轴承在线诊断技术获市成果奖[J].航空工艺技术, 1990(02):40.DOI:CNKI:SUN:HKGJ.0.1990-02-012.

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