Phụ Lục - Chương trình ESA

Đồ thị thứ nhất của chơng trình biểu diễn tín hiệu trong miền thời gian



Đồ thị thứ hai của chơng trình biểu diễn tín hiệu trong miền tần số



Hỡnh A.2: Mn hỡnh chớnh sau khi khi ng ca chng trỡnh ESA



1



7



2



8



3



4



9



5



1

0



Hỡnh A.3: Phn di ca giao din chớnh



57



6



1

1



Số

1



Kiu

Nút lnh

(push button)



Tờn



Nhón hiu



bnOpen



Open



Cụng dụng

Gi hp thoi np tp s liu phõn

tớch.



2



Hp nhp

thụng s(edit

box)

(edit box)



edit1



Giỏ tr nhp vo l tn s ly mu ca

tớn hiu



3



Hp chn

thụng s(popup

menu)

(popup menu)



cb2



Giỏ tr c chn l s im ly mu

tớn hiu



4



Nút lnh



5



Hp nhp

thụng s



edit3



6



Nút lnh



bnZoom



Zoom



Thc hin phúng to hay thu nh cỏc

th biu din theo s iu chnh ca

ngi s dng



7



-nt-



bnReset



Reset



Thc hin vic np li tớn hiu s ó

c np thnh cụng trc ú. Nút

lnh ny s khụng hin ra khi khi

ng chng trỡnh hay l khi vic np

tớn hiu tht bi.



8



Hp nhp

thụng s



edit2



9



Nút lnh



bnAnalDat



10



Hp nhp

thụng s



edit4



11



Nút lnh



bnESA



bnWholeData Whole Data



Thc hin vic biu din ton b tớn

hiu s c np trong min thi gian.

Giỏ tr nhp vo l tn s gii hn di

ca b lc s ButterWorth.



Giỏ tr nhp vo l thi im bt u

ghi nhn tớn hiu.

Analysing

Data



Biu din on tớn hiu cn phõn tớch

trờn min thi gian

Giỏ tr nhp vo l tn s gii hn trờn

ca b lc s ButterWorth.



ESA View



Thc hin vic phõn tớch ph ng

bao on tớn hiu s ó c lc v

a kt qu ra mn hỡnh dng th.



Bng A.4: Chi tit v cỏc thnh phn trn hnh A.3



58



A.2.2 Np s liu

Sau khi khi ng chng trỡnh, vic u tiờn l phi np tớn hiu cha trong file vn bn x

lý. Mun vy, trc khi np tớn hiu, ta phi nhp cỏc thụng s sau (cỏc giỏ tr nờn s dng c

np sn ngay sau khi khi ng chng trỡnh):

-



Tn s ly mu (fs ): gi tr nờn s dng l 10000 Hz



-



S im ly mu (N): c chn mt trong 4 giỏ tr ó cho sn 1024, 4096, 8192 v 32768.

Giỏ tr nờn s dng l 1024.



-



Thi im bt u ly mu: tớnh bng giõy, giỏ tr nờn s dng l 0, khong thi gian ly

mu T c tớnh theo cụng thc: T =



( N 1)

.

fs



Sau khi ó chn xong ba thụng s trn, kch vo nút lnh "Open", hp thoi chn tp s liu

hin ra, gi ý s dng l cỏc tp cú tờn dng "*.dat", ta chn tp cn np v kớch "Open" , hnh

A.5. Nu quỏ trỡnh np thnh cụng, th th nht ca giao din chớnh s th hin on tớn hiu

cn phõn tớch trong min thi gian cũn th th hai biu din ph biờn ca on tớn hiu ú

nh hỡnh A.6. Nút lnh "Reset" s hin ra.



Hỡnh A.5: Hp thoi np tớn hiu



59



Hỡnh A.6: Mn hỡnh chớnh ca chng trỡnh sau khi np thnh cụng tớn hiu t tp vn bn



Tip theo, nu cú sa i gỡ, ch cn thay i cỏc giỏ tr tn s ly mu, s im ly mu v thi

im bt u ly mu ri kớch vo nút lnh "Reset", tớn hiu s c np li theo ỳng cỏc thụng

s va c thay i mt cỏch hp l, nu thay i khụng hp l thỡ chng trỡnh s khụng chy

c tip. xem ton b tớn hiu ó c np trong min thi gian nh hỡnh A.7, ta kớch vo

nút lnh "Whole Data" v xem ch riờng on tớn hiu cn phõn tớch trong min thi gian nh

hỡnh A.8, ta kớch vo nút lnh "Analysing Data". Ngoi ra, chn khung nhỡn bt kỡ, ta kớch vo

nút lnh "Zoom" ri dựng chut chn khung ỳ, hnh A.9.



Hỡnh A.7: Ton b tớn hiu c np trong min thi gian



60



Hỡnh A.8: on tớn hiu cn phõn tớch trong min thi gian



Hỡnh A.9: on tớn hiu trong khung nhỡn bt kỡ



A.2.3 Phõn tớch ph ng bao ca tớn hiu

Sau khi ó chn c on tớn hiu cn phõn tớch t tp s liu c np, vic tip theo l thc

hin lc thụng di on tớn hiu ú ri phõn tớch ph ng bao on tớn hiu ó c lc. Cỏc

thụng s cn phi np cho bc ny gm:

-



Tn s cc tiu ca b lc (f1): l tn s gii hn di ca b lc ButterWorth, giỏ tr nờn s

dng l 500.



-



Tn s cc i ca b lc (f2): l tn s gii hn trờn ca b lc ButterWorth, giỏ tr nờn s

dng l 1000.



Sau khi ó nhp y 2 thụng s trn, kch vo nút lnh "ESA View", kt qu phõn tớch s

th hin nh hỡnh A.10 v A.11.



61



Gia tốc (m/s2)



Thời gian (s)



Biên độ



Hỡnh A.10: ng bao ca tớn hiu c lc () v tớn hiu gc (xanh) trong min thi gian



Hỡnh A.11: Ph ng bao ca on tớn hiu ó c lc



Tần số (Hz)



A.3 Mó ngun ca chng trỡnh

Chng trỡnh gm 2 tp:

-



Esa.fig: cha thụng tin v giao din chớnh ca chng trỡnh nh v trớ, kớch thc, mu sc,

tiờu cc nỳt bm, cỏc th, cỏc hp thụng s.



-



Esa.m: cha ton b cỏc mó lnh chớnh, iu khin vic np, x lý, lc v phõn tớch ph

ng bao tớn hiu s do ngi s dng a vo.



Di õy l ton b mó ngun cha trong tp Esa.m:

function varargout = ESA(varargin)

gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name',

mfilename, ...

'gui_Singleton', gui_Singleton, ...



62



'gui_OpeningFcn', @ESA_OpeningFcn, ...

'gui_OutputFcn', @ESA_OutputFcn, ...

'gui_LayoutFcn', [] , ...

'gui_Callback', []);

if nargin & isstr(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

function ESA_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

handles.output = hObject;

set(handles.bnReset,'Visible','off');

set(0,'DefaultFigureColor',[1 1 1]);

guidata(hObject, handles);

function varargout = ESA_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

varargout{1} = handles.output;

function bnOpen_Callback(hObject, eventdata, handles)

handles.fs=str2double(get(handles.edit1,'String'));

handles.sta=str2double(get(handles.edit2,'String'));

popup=get(handles.cb1,'Value');

switch popup

case 1

handles.N=1024;

case 2

handles.N=4096;

case 3

handles.N=8192;

case 4

handles.N=32768;

end

[filename, pathname, filterindex] = uigetfile('*.dat', 'Data file');

cd(pathname);

handles.whdat=load(filename);

for id=handles.sta*handles.fs:handles.N+handles.sta*handles.fs-1

handles.analdat(id-handles.sta*handles.fs+1)=handles.whdat(id+1);

end

handles.string1=filename;

t=0:1/handles.fs:(length(handles.whdat)-1)/handles.fs;

kk=max(abs(handles.whdat));

axes(handles.axes1);

plot(t,handles.whdat);

grid on;

set(gca,'Xlim',[handles.sta handles.sta+handles.N/handles.fs]);

Title(filename);

cd(matlabroot);cd work;

axes(handles.axes2);

handles.k1=fft(handles.analdat,handles.N);

df=handles.fs/(handles.N-1);



63



k=0:df:handles.fs;

handles.k=k';

handles.A=2*abs(handles.k1)/handles.N;

plot(handles.k,handles.A);

grid on;

set(gca,'Xlim',[0 handles.fs/2]);

set(handles.bnReset,'Visible','on');

guidata(hObject,handles);

function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,'BackgroundColor','white');

else

set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'));

end

function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles)

function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,'BackgroundColor','white');

else

set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'));

end

function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,'BackgroundColor','white');

else

set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'));

end

function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles)

function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,'BackgroundColor','white');

else

set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'));

end

function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles)

function bnZoom_Callback(hObject, eventdata, handles)

Zoom;

function bnESA_Callback(hObject, eventdata, handles)



64



f1=str2double(get(handles.edit3,'String'));

f2=str2double(get(handles.edit4,'String'));

Fnq=handles.fs/2;

bac=9;% Bac cua loc IIR

[b,a]=butter(bac,[f1 f2]/Fnq);

handles.locroi=filtfilt(b,a,handles.analdat);

x2=hilbert(handles.locroi);

duongbao=abs(x2);

t=handles.sta:1/handles.fs: handles.sta+(handles.N-1)/handles.fs;

for id2 = 1:handles.N

temp1(id2)=handles.analdat(id2);

temp2(id2)=duongbao(id2);

end

figure;plot(t,temp1);

hold on;

plot(t,temp2,'r','LineWidth',2);

hold off;

set(gca,'Xlim', [handles.sta max(t)]);

grid on;

handles.k2=fft(temp2,handles.N);

df=handles.fs/(handles.N-1);

dk=0:df:handles.fs;

dk=dk';

handles.phodb=2*abs(handles.k2)/handles.N;

handles.phodb(1)=0;

figure; plot(dk,handles.phodb);

grid on;

set(gca,'Xlim',[0 f2]);

guidata(hObject,handles);

function bnReset_Callback(hObject, eventdata, handles)

handles.fs=str2double(get(handles.edit1,'String'));

handles.sta=str2double(get(handles.edit2,'String'));

popup=get(handles.cb1,'Value');

switch popup

case 1

handles.N=1024;

case 2

handles.N=4096;

case 3

handles.N=8192;

case 4

handles.N=32768;

end

for id=handles.sta*handles.fs:handles.N+handles.sta*handles.fs-1

handles.analdat(id-handles.sta*handles.fs+1)=handles.whdat(id+1);

end

t=0:1/handles.fs:(length(handles.whdat)-1)/handles.fs;

kk=max(abs(handles.whdat));

axes(handles.axes1);

plot(t,handles.whdat);

grid on;

set(gca,'Xlim',[handles.sta handles.sta+handles.N/handles.fs]);

Title(handles.string1);

cd(matlabroot);cd work;



65



axes(handles.axes2);

handles.k1=fft(handles.analdat,handles.N);

df=handles.fs/(handles.N-1);

k=0:df:handles.fs;

handles.k=k';

handles.A=2*abs(handles.k1)/handles.N;

plot(handles.k,handles.A);

grid on;

set(gca,'Xlim',[0 handles.fs/2]);

guidata(hObject,handles);

function cb1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,'BackgroundColor','white');

else

set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'));

end

function cb1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function bnWholeData_Callback(hObject, eventdata, handles)

axes(handles.axes1);

t=0:1/handles.fs:(length(handles.whdat)-1)/handles.fs;

plot(t,handles.whdat);

grid on;

Title(handles.string1);

set(gca,'Ylim',[-max(abs(handles.whdat)) max(abs(handles.whdat))]);

set(gca,'Xlim',[0 max(t)]);

function bnAnalDat_Callback(hObject, eventdata, handles)

axes(handles.axes1);

set(gca,'Xlim',[handles.sta handles.sta+handles.N/handles.fs]);



66



Mc lc

Li núi u.....................................................................................................................................7

Chng I: Kt cu v cỏc dng hỏng thng gp ca bỏnh rng v ln

ca bỏnh rng v ln...................................................................................................................8

1.1 Kt cu v cỏc dng hỏng thng gp ca bỏnh rng.........................................................8

1.1.1 Kt cu ca bỏnh rng...................................................................................................8

1.1.2 Cỏc dng hỏng thng gp bỏnh rng.....................................................................13

1.2 Kt cu v cỏc dng hỏng thng gp ca ln...............................................................17

1.2.1 Kt cu ca ln.........................................................................................................17

1.2.2 Cỏc dng hỏng thng gp ca ln..........................................................................19

Chng II: Phõn tớch cỏc ngun gõy rung ti bỏnh rng v ln .............................................20

2.1 Cỏc ngun gõy rung ti bỏnh rng......................................................................................20

2.1.1 C ch kớch ng dao ng.........................................................................................20

2.1.2 Dao ng tham số do cng n khp thay i v do dng hỏng phõn b .............22

2.1.3 Dao ng do cỏc dng hỏng cc b.............................................................................26

2.2 Cỏc ngun gõy rung ti ln.............................................................................................27

Chng III: Cỏc phng phỏp c bn phõn tớch tớn hiu dao ng mỏy..................................29

3.1 S tng quan mt h thng o ......................................................................................29

3.1.1 S tng quan ca mt h thng o .......................................................................29

3.1.2 i tng o................................................................................................................30

3.1.3 u o..........................................................................................................................30

3.2 C s lý thuyt chung .........................................................................................................33

3.2.1 Cu trỳc ca tớn hiu dao ng....................................................................................33

3.2.2 Bin i Fourier (Fourier_ Transform)........................................................................33

3.2.3 Bin i Hilbert (Hilbert Transform) v tớn hiu gii tớch........................................36

3.2.4 Cỏc ch s thng kờ ca tớn hiu dao ng.................................................................37

3.3 Mt s phng phỏp phõn tớch tớn hiu dao ng mỏy ...................................................37

3.3.1 Phõn tớch ph ...............................................................................................................37

3.3.2 Phõn tớch Cepstrum.......................................................................................................40

3.3.3 Lc số............................................................................................................................43

3.4 Phng phỏp phõn tớch ph ng bao .............................................................................48

Chng IV: ng dng phng phỏp ph ng bao trong chun oỏn bỏnh rng v ln.....49

4.1 Vớ d ỏp dng cho chun oỏn bỏnh rng ........................................................................49

4.1.1 S thớ nghim..........................................................................................................49

4.1.2 Kt qu chun oỏn s dng phng phỏp phõn tớch ph ng bao......................50

4.2 Vớ d ỏp dng cho chun oỏn ln.................................................................................52

Kt Lun........................................................................................................................................55

Ph Lc - Chng trỡnh ESA........................................................................................................56

A.1 Gii thiu...........................................................................................................................56

A.2 Cỏch s dng chng trỡnh...............................................................................................56

A.2.1 Khi ng chng trỡnh.............................................................................................56

A.2.2 Np s liu...................................................................................................................59

A.2.3 Phõn tớch ph ng bao ca tớn hiu.......................................................................61

A.3 Mó ngun ca chng trỡnh...............................................................................................62

Mc lc..........................................................................................................................................67

Ti liu tham kho.........................................................................................................................68



67