可靠性试验数据处理方法与工程实现

　　1.1.2 小波分析法

　　对于一些复杂信号没有具体函数模型的信号就不能用非线性数据拟合法进行参数提取，如可靠性试验中施加振动应力的试验需要对振动信号进行分析并提取参数，这类信号可采用小波分析法进行参数提取。

　　小波分析法处理数据主要包括两方面：①小波降噪；②小波包能量距提取。

　　（1）小波降噪原理

　　小波变换因其低熵性、去相关性等特点可以比较好地对信号进行降噪处理，小波降噪过程可分为3个步骤进行：①选择一个小波， 并确定一个小波分解层次N,然后对信号进行N层小波分解；②对小波分解的高频系数进行阈值量化， 从第1层到第N层的每一层高频系数选择一个阈值进行阈值量化处理；③根据小波分解的第N层的低频系数和经过量化处理后的第1层到第N层的高频系数，进行信号的重构。

　　（2）基于小波包的特征参数提取

　　基于小波包分析法提取参数的步骤是：

　　①对信号进行小波降噪处理，提取有用信号；②对经过降噪处理的信号采用合理的小波进行某尺度分解，得到不同频带的分解系数；③分别对不同频带的分解系数进行信号重构，得到一组新的时间序列；④对重构信号进行希尔伯特变换求其包络，并对包络进行小波降噪处理；⑤分别对不同频带的信号求其包络谱，并计算各自包络谱的能量，以能量为元素构造信号的特征向量。

　　包络谱能量：

　　式（2）中ik x （i=1，2；k=1,2,…，n）表示重构信号包络谱的离散点幅值。当能量较大时，E i 通常是一个较大的数值，可对其进行归一化处理，，令即：

　　将T= 【e 1，e 2 …… ei】 作为特征向量。

　　1.2 绘制可靠性数据频率分布

　　首先将原始数据以大小来分组，按散步在各组的数据个数作成分布图，这种图形称作频率分布图。对于随机分布的数据，用统计频数条形图可以形象地进行描述。

　　把系统可靠性数据读入MATLAB 的工作空间，便可绘制可靠性数据频数分布图。MATLAB 统计工具箱提供的hiST函数，用于作分布图的MATLAB 命令，其命令格式如下：

　　HIST（data,k）其中，data 为原始数据；k 为所分小区间数。