可靠性試驗數據處理方法與工程實現

　　1.1.2 小波分析法

　　對于一些復雜信號沒有具體函數模型的信號就不能用非線性數據擬合法進行參數提取，如可靠性試驗中施加振動應力的試驗需要對振動信號進行分析并提取參數，這類信號可采用小波分析法進行參數提取。

　　小波分析法處理數據主要包括兩方面：①小波降噪；②小波包能量距提取。

　　（1）小波降噪原理

　　小波變換因其低熵性、去相關性等特點可以比較好地對信號進行降噪處理，小波降噪過程可分為3個步驟進行：①選擇一個小波， 并確定一個小波分解層次N,然后對信號進行N層小波分解；②對小波分解的高頻系數進行閾值量化， 從第1層到第N層的每一層高頻系數選擇一個閾值進行閾值量化處理；③根據小波分解的第N層的低頻系數和經過量化處理后的第1層到第N層的高頻系數，進行信號的重構。

　　（2）基于小波包的特征參數提取

　　基于小波包分析法提取參數的步驟是：

　　①對信號進行小波降噪處理，提取有用信號；②對經過降噪處理的信號采用合理的小波進行某尺度分解，得到不同頻帶的分解系數；③分別對不同頻帶的分解系數進行信號重構，得到一組新的時間序列；④對重構信號進行希爾伯特變換求其包絡，并對包絡進行小波降噪處理；⑤分別對不同頻帶的信號求其包絡譜，并計算各自包絡譜的能量，以能量為元素構造信號的特征向量。

　　包絡譜能量：

　　式（2）中ik x （i=1，2；k=1,2,…，n）表示重構信號包絡譜的離散點幅值。當能量較大時，E i 通常是一個較大的數值，可對其進行歸一化處理，，令即：

　　將T= 【e 1，e 2 …… ei】 作為特征向量。

　　1.2 繪制可靠性數據頻率分布

　　首先將原始數據以大小來分組，按散步在各組的數據個數作成分布圖，這種圖形稱作頻率分布圖。對于隨機分布的數據，用統計頻數條形圖可以形象地進行描述。

　　把系統可靠性數據讀入MATLAB 的工作空間，便可繪制可靠性數據頻數分布圖。MATLAB 統計工具箱提供的hiST函數，用于作分布圖的MATLAB 命令，其命令格式如下：

　　HIST（data,k）其中，data 為原始數據；k 為所分小區間數。