MATLAB雨流计数法程序
一、仿真随机过程
sw=2;
A=sqrt(2*sw*detaw)
(1)中心频率为10pi,detaw=0.01,带宽为2pi的低频窄带随机过程
for n=9:0.01:11;
xn=A*sin(n*pi*t+rand(1,1)*2*pi);
x=x+xn;
end
(2)中心频率为100pi,detaw=0.01,带宽为2pi的高频窄带随机过程
for n=99:0.01:101;
yn=A*sin(n*pi*t+rand(1,1)*2*pi);
y=y+yn;
end
(3)低频与高频组合成的宽带随机过程
z=x+y
问题一:关于带宽。带宽为2pi似乎太宽了,若带宽改为0.2pi,detaw依然不变,得到图如下。
二、用雨流计数法截取循环
(1)得到随机过程x的极点值(储存在矩阵S中)。
n=length(x);
s=x(1);
for i=2:n-1;
if (x(i)>x(i-1))&&(x(i)>x(i+1))||((x(i)<x(i-1))&&(x(i)<x(i+1)));
s=[s,x(i)];
end
end
S=[s,x(n)];
(2)对极值点间变程进行比较分析,截取循环
while i+3<length(S)
i=i+1;
detaS1=abs(S(i+1)-S(i)); %获得四个极值点间的三段变程
detaS2=abs(S(i+2)-S(i+1));
detaS3=abs(S(i+3)-S(i+2));
if (detaS2<=detaS1)&&(detaS2<=detaS3) %将变程满足截取条件的循环截取出
Ba=[Ba,(S(i+2)-S(i+1))/2]; %截取出循环的幅值
Bm=[Bm,(S(i+2)+S(i+1))/2]; %截取出循环的均值
Q=[Q;S(i+1),S(i+2)]; %构成截取出循环的极值点存于Q中,即原随机过程抛弃的点
S(i+1)=[];
S(i+2)=[];
i=i-1;
end
end
Sr=S; %剩余的极值点存于Sr中
(3)分别对低频窄带、高频窄带、宽带进行雨流处理
低频窄带
高频窄带
宽带
问题二:由于观察到用雨流法处理这三种随机过程的效果差别比较大,就编程统计计算了雨流处理这三种随机过程抛弃的极值点数(即截取的循环)与原载荷极值点数之比rate。因为我理解为rate越大,雨流处理效果越好(不知道对不对?)得到的统计结果如下:
首先,每种随机过程都对一个信号雨流处理的结果比较
雨流 | 低频窄带随机过程 | 高频窄带随机过程 | 组合宽带随机过程 |
采样点数N1 | 1001 | 1001 | 1001 |
极值点数N2 | 943 | 82 | 941 |
剩余点数N3 | 783 | 38 | 277 |
截取点数N4 | 160 | 44 | 624 |
截取率rate=N4/N2 | 0.1697 | 0.5366 | 0.6992 |
html特效代码雨代码 |
其次,每种随机过程都对很多个信号雨流处理的统计结果(对100组信号进行统计):
rate
低频窄带随机过程 0.0814
频窄带随机过程 0.3006
组合宽带随机过程 0.3178
这样看的话这种雨流计数法对这三种随机过程的适用性:宽带>高频窄带>低频窄带(自己这么想的,不知是否行的通)
三、对剩余载荷的处理
re=[ZSr,ZSr];
[reside,Ba,Bm,Q]=Rainflow(re);
问题三:我的理解是对于剩余载荷residue,在复制一个一样的residue,让它们首尾相接作为一个新的过程再进行雨流处理,得到{residue2+cycles}。我对文章的理解是residue2要和原本的residue一致,但这又如何保证呢?总之,对这里理解的不是很清晰。
四、载荷的重构(将循环插入剩余载荷中)
(1)筛选出要插入循环Q中高于门槛值threshold的循环存于S中
[c,r]=size(Q);
S=[];
Abs=[];
for i=1:c
if abs(Q(i,2)-Q(i,1))>threshold
S=[S;Q(i,1),Q(i,2)];
Abs=[Abs,abs(Q(i,2)-Q(i,1))];
end
end
(2)对S中循环按幅值大小降序排列
[Abs,index]=sort(Abs);
index=fliplr(index);
k1=S(:,1);S(:,1)=k1(index);
k2=S(:,2);S(:,2)=k2(index);
(3)按幅值由大到小插入载荷序列中(这部分编出来程序运行没有问题,但结果显示似乎并没有插进去,还在寻问题中…)
[c,r]=size(S);
no1=[];no2=[];
while m<=c
if S(m,1)<S(m,2) %对于第m个循环
n=length(reside);
rde=[];indexrde=[];
for i=1:n-1
if (reside(i)>=S(m,2))&&(reside(i+1)<=S(m,1)) %筛选出第m个循环能够插入的序列 rde=[rde;reside(i),reside(i+1)];
indexrde=[indexrde;i,i+1];
end
end
[k,g]=size(rde);
if k==0
m=m+1;
else
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