基于LabWindows2010的统计信息处理及仿真分析

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摘要：介绍峭度基本算法，利用LabWindows进行编程产生四阶统计量的回调函数，并利用高性能的模块化数据显示运行结果。最后将该程序的C语言转换成MATLAB的M语言，对LabWindows及MATLAB产生的图形进行对比分析，两条峭度曲线显示完全吻合。

关键词：峭度；LabWindows；C语言；MATLAB；仿真

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6451-02

1 概述

峭度是反映振动信号分布特性的数值统计量，是归一化的4阶中心矩[1-3]，实际工程应用中往往需要通过计算四阶统计量来得出振动信号分布特性的数值统计量。因此，峭度的计算在实际工程中的应用是相当广泛的。

2 数据分析及峭度公式拟定

在小区域浅层地下微震震源起震后，地上控制系统的存储采集模块（含有5个传感器节点）便获取了振动信号的相关数据。该文所处理的数据是节点4加速度传感器x轴的一个500000行2列的数组，1列为采样数据值，1列为采样时间点，可见本文所需处理的数据是离散数据，应选择离散振动数据的峭度公式进行程序编写。该数据保存的文件类型为*.txt格式。

3 基于LabWindows的峭度函数程序编写及辅助模块设计

用户界面完整显示如图1所示。

3.1 文件读取模块（read）

点击图1中的read按键，会弹出如图2所示的对话框，点击Lord进行文件读取。该模块程序设计读取文件类型为*.txt格式。

3.2 K模块

该模块含有抽取数据、滑窗统计量数据采集及四阶统计量计算的功能。该模块也是本文的核心模块，对应图1中的K按键。

3.3 显示模块

峭度值：图1中的K显示窗口；

采样数据值：图1中的data显示窗口；

最小值：图1中的Min数据框，显示数据类型为双精度型；

最小值对应横坐标（即时间）：图1中的td数据框，显示数据类型为双精度型。

3.4 退出模块

图1中的Quit按键。点击此按键退出用户界面。

4 仿真结果显示与分析

两条峭度曲线仿真结果对比如图3所示，由图3可以看出，两条曲线基本一致，吻合度很高，由此可以验证本文给出的四阶统计量计算函数的正确性及程序的可行性。

5 结束语

实际工程应用中往往需要通过计算四阶统计量来得出振动信号分布特性的数值统计量，该文所给出的LabWindows中的计算峭度值的回调函数，可完成地下石油勘探、煤层采空区监测、隧道空洞检测、兵器试验场炮弹炸点定位所需的统计信息处理，在统计信息处理领域有着非常广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 马川. 运用小波包峭度包络的滚动轴承故障诊断[J]. 震动、检测与诊断，2011，31（6）：720-723.

[2] 杨柳绿. 基于训练序列的峭度盲源分离算法[J]. 信息与电子工程，2008，6（5）：367-370.

[3] 郭业才. 水声信道盲均衡最小平方峭度恒模算法[J]. 数据采集与处理，2004，19（4）：371-375.