主要内容

tftmoment

有条件的时序信号的时频分布的时刻

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语法

momentT = tftmoment (xt,顺序)
momentT = tftmoment (x, fs,顺序)
momentT = tftmoment (x, ts,顺序)
momentT = tftmoment (p, fp, tp,顺序)
momentT = tftmoment (___、名称、值)
[momentT f] = tftmoment (___)
tftmoment (___)

描述

提供了一个有效的方法来描述信号的时频时刻频率变化(即不稳定)。这种信号可以与退化或失败源于机械硬件。经典的傅里叶分析不能捕获时变频率的行为。时频分布由短时傅里叶变换)或其他时频分析技术可以捕获时变行为,但直接治疗这些分布特性具有很高的计算负担,并有可能引入了不相关的和不受欢迎的功能特征。相比之下,蒸馏时频分布成果转化为低维时频时刻提供一种方法用于捕获信号的基本特征包在一个小得多的数据。使用这些时刻可以显著减少计算负担——一个关键特征提取和比较有利于实时操作[1],[2]。

预测维修工具箱™实现时频时刻的三个分支:

  • 有条件的谱矩-tfsmoment

  • 有条件的时间时刻——tftmoment

  • 联合时频时刻- - - - - -tfmoment

例子

momentT= tftmoment (xt,订单)返回有条件的时间的时刻的时间表xt作为一个矩阵。的momentT变量提供时间订单指定的时刻订单。中的数据xt非均匀采样。

例子

momentT= tftmoment (x,fs,订单)返回时间序列的条件时间时刻向量x,采样率fs。的时刻被返回为一个矩阵,每一列代表一个时间时刻对应于每个元素订单。这个语法,x必须是均匀采样。

例子

momentT= tftmoment (x,ts,订单)返回条件时态的时刻x在指定的时间瞬间采样ts在几秒钟内。

  • 如果ts是一个标量持续时间,然后tftmoment它统一适用于所有样本。

  • 如果ts是一个矢量,然后呢tftmoment适用于每个元素对应的样本x。对非均匀采样使用这种语法。

例子

momentT= tftmoment (p,《外交政策》,tp,订单)返回条件的时序信号的功率谱图的时刻p。《外交政策》包含频率对应中包含的时间估计p。tp包含了向量的时间瞬间的中心对应窗口的部分用于计算短时功率谱估计。使用这个语法时:

  • 你已经有你想要的功率谱图。

  • 你想定制选项pspectrum,而不是接受缺省值pspectrum选项tftmoment适用。使用pspectrum第一次与你想要的选项,然后使用输出p作为输入的tftmoment。这种方法还允许您绘制功率谱图。

momentT= tftmoment (___,名称,值)使用名称-值对参数指定额外的属性。选项包括集中化和时限规范。

您可以使用名称,值与任何输入参数的组合在以前的语法。

例子

(momentT,f)= tftmoment (___)返回频率向量f相关矩阵momentT。

您可以使用f与任何输入参数的组合在以前的语法。

例子

tftmoment (___)没有输出参数情节条件时态的时刻。情节轴频,情节轴是相应的时间。

您可以使用该语法的任何输入参数组合在以前的语法。

例子

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打开生活的脚本

情节的条件时间时刻使用plot-only时间序列方法和返回数据的方法。

数据加载和阴谋,包括模拟振动测量系统故障导致周期性的共鸣。x测量的是向量,fs采样频率。

负载tftmoment_examplexfsts = 0:1 / fs:(长度(x) 1) / fs;图次要情节(1、2、1)情节(ts, x)包含(的时间间隔,以秒为单位)ylabel (“测量”)标题(模拟振动测量的)

使用的函数pspectrum“声谱图”选项显示频率的内容和时间。

次要情节(1、2、2)pspectrum (x, ts,的谱图)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题模拟振动测量包含一个类型的对象。坐标轴对象2标题耐火的= 16.3487赫兹,女士非常= 157包含一个类型的对象的形象。

谱图表明,第一个爆发是在100赫兹,和第二破裂在300赫兹。300 - hz破裂比100 hz破裂70分贝。

情节第二时间时刻(方差),使用plot-only方法没有输出参数并指定fs。

图顺序= 2;tftmoment (x, fs,顺序);标题(“第二时间时刻”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题第二时间时刻包含一个类型的对象。

有两种截然不同的特性相对应的情节在100和300赫兹诱导共振声谱图所示。更近的时刻比光谱结果的大小。

现在发现前四颞时刻,使用时间轴ts你已经建立。这一次,使用的形式返回向量和相关的频率向量。嵌入的顺序数组作为输入参数的一部分。

[momentT f] = tftmoment (x, ts (1 2 3 4));

每一列的momentT相对应的时刻包含一个输入的命令。

momentT_1 = momentT (: 1);momentT_2 = momentT (:, 2);momentT_3 = momentT (: 3);momentT_4 = momentT (: 4);

这四个时刻分别比较形状的阴谋。

图次要情节(2 2 1)情节(f, momentT_1)标题(“第一次时间时刻——意思是“)包含(“赫兹频率”次要情节(2,2,2)情节(f, momentT_2)标题(“第二时间时刻-方差”)包含(“赫兹频率”次要情节(2,2,3)情节(f, momentT_3)标题(“第三时间时刻——偏态”)包含(“赫兹频率”次要情节(2,2,4)情节(f, momentT_4)标题(“第四时间时刻——峰态”)包含(“赫兹频率”)

图包含4轴对象。坐标轴对象1标题第一个时间时刻——指的是包含一个类型的对象。坐标轴对象2标题第二时间时刻——方差包含一个类型的对象。坐标轴对象3与标题第三时间时刻——偏态包含一个类型的对象。坐标轴对象4标题第四时间时刻——峰度包含一个类型的对象。

的数据在这个例子中,第二和第四时间时刻显示错误的共振的最明显的特征。

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默认情况下,tfsmoment调用函数pspectrum内部产生的功率谱图tftmoment使用目前的计算。你也可以导入现有的功率谱图tftmoment使用相反。这个功能是非常有用的,如果你已经有一个功率谱图作为起点,或者如果你想定制pspectrum首先选择通过生成光谱图明确。

输入功率谱图已经生成使用默认选项。比较结果temporal-moment与一个阴谋tftmoment生成使用自己的pspectrum默认选项。结果应该是一样的。

加载数据,包括模拟振动测量系统故障导致周期性的共鸣。p前面计算的谱图,《外交政策》和tp的频率和时间向量与p, x的原始矢量测量,并采样频率,fs。

负载tftmoment_examplep《外交政策》tpxfs

确定第二时间时刻使用向量谱图及其相关的频率和时间。情节。

[momentT_p, f_p] = tftmoment (p, fp, tp, 2);图次要情节(2,1,1)情节(f_p momentT_p)标题(“第二时间时刻使用输入谱图”)

现在发现和情节第二时间时刻使用原始数据和采样率。

[momentT f] = tftmoment (x, fs, 2);次要情节(2,1,2)情节(f, momentT)标题(“第二时间时刻使用测量数据”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题第二时间时刻使用输入谱图包含一个类型的对象。坐标轴对象2标题第二时间时刻使用测量数据包含一个类型的对象。

正如所料,块匹配自违约pspectrum选项是用于。这个结果表明这两种方法之间的等价当没有定制。

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实际测量通常打包为一个带时间戳的表的一部分,记录实际的时间和阅读而不是相对时间。您可以使用时间表格式捕捉这些数据。这个例子显示了如何tftmoment运营时间表输入,与数据向量输入用于其他tftmoment的例子,如情节条件时态的时刻一个时间序列向量。

加载数据,包括一个时间表(xt_inner1)包含测量数据和时间信息的机器。检查时间表的属性。

负载tfmoment_tdata.matxt_inner1;xt_inner1.Properties
ans = TimetableProperties属性:描述:“用户数据:[]DimensionNames:{“时间”“变量”}VariableNames: {“x_inner1”} VariableDescriptions: {} VariableUnits: {} VariableContinuity: [] RowTimes: [146484 x1时间]开始时间:0秒SampleRate: 4.8828 e + 04步伐:2.048 e-05秒CustomProperties:没有自定义属性集。使用addprop和rmprop CustomProperties修改。

这个表包含维度时间和变量,唯一的变量x_inner1。

找到第二个和第四个条件时间时刻(订单= [2 - 4])中的数据的时间表。

订单= 2 [4];[momentT_xt_inner1 f] = tftmoment (xt_inner1、订单);大小(momentT_xt_inner1)
ans =1×21024 2

颞列表示的时刻momentT_xt_inner1,就像他们会从一个时间序列向量输入。

情节的时刻和返回频率向量f。

momentT_inner1_2 = momentT_xt_inner1 (: 1);momentT_inner1_4 = momentT_xt_inner1 (:, 2);图次要情节(2,1,1)情节(f, momentT_inner1_2)标题(“第二时间时刻”次要情节(2,1,2)情节(f, momentT_inner1_4)标题(“第四颞时刻”)包含(“赫兹频率”)

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题第二时间时刻包含一个类型的对象。坐标轴对象2标题第四时间时刻包含一个类型的对象。

输入参数

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时间序列信号的tftmoment返回指定的时刻,作为一个时间表包含一个变量与一个列。xt必须包含增加,有限的行乘以。如果时间表有缺失或重复的时间点,你可以修理它使用的技巧清洁时间表与失踪、重复或不均匀。xt可以在非均匀采样,pspectrum约束,中间间隔时间和平均时间间隔必须遵守:

1 One hundred. < 平均时间间隔 平均时间间隔 < One hundred.

的一个例子时间表输入,看到找到数据测量的条件时间时刻的时间表

返回订单,指定为以下之一:

  • 整数,计算一个时刻。

  • 向量,计算多个时刻。

例子:momentT = tftmoment (x, 2)指定二阶时间时刻(方差)的时频分布x。

例子:momentT = tftmoment (x, (1 2 3 4))指定第一个四个订单的时频分布的时刻x。

您可以指定任何订单和订单的数量,但低阶时刻减少计算负担和更加适合于实时应用。前四个时刻订单对应一个数据集的统计时刻:

  1. 意思是(“群延迟”时态数据)

  2. 方差

  3. 偏态(不对称度平均值)

  4. 峰度(异常值的尾巴的长度分布,正态分布的峰度3)

有关示例,请参见:

时间序列信号的tftmoment返回指定的时刻,作为一个向量。

一个时间序列的例子输入,看到情节条件时态的时刻一个时间序列向量

的采样率x,指定为积极的标量在赫兹x是均匀采样。

采样时间值,指定为以下之一:

  • 持续时间标量-连续采样之间的时间间隔X。

  • 向量,持续时间数组,或datetime数组——时间即时或持续时间对应的每个元素x。

ts可以是不均匀的,pspectrum约束,中间间隔时间和平均时间间隔必须遵守:

1 One hundred. < 平均时间间隔 平均时间间隔 < One hundred.

功率谱图或光谱信号,指定为一个矩阵(谱图)或一个列向量(光谱)。p包含一个短期的估计,time-localized时序信号的功率谱。如果您指定p,然后tftmoment使用p而不是生成自己的功率谱图。例如,看到的使用一个定制的功率谱图计算条件光谱的时刻。

频率功率谱图或谱p当p提供明确的,tftmoment指定为一个向量在赫兹。的长度《外交政策》必须等于中的行数p。

功率谱图或谱的时间信息p当p提供明确的,tftmoment,指定为以下之一:

  • 时间点的向量数据类型可以是数字,持续时间,或datetime。向量的长度tp必须等于列数p。

  • 持续时间标量表示的时间间隔p。的标量形式tp可以使用只有当吗p是一个功率谱图矩阵。

  • 特殊情况p是一个列向量(功率谱),tp可以是一个数字,持续时间,或datetime标量代表光谱的时间点。

名称-值参数

指定可选的双参数作为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和吗价值相应的价值。名称-值参数必须出现在其他参数,但对的顺序无关紧要。

R2021a之前,用逗号来分隔每一个名称和值,并附上的名字在报价。

例子:“集中”,假的,“时限”,[100]计算noncentralized条件时间时刻信号的部分从20秒到100秒不等。

Centralize-moment选项,指定为逗号分隔组成的“集中”和一个逻辑。

  • 如果集中是真正的,然后tftmoment返回集中条件时刻通过减去条件意味着(第一次)计算。

  • 如果集中是假,然后tftmoment返回noncentralized时刻,保存任何数据偏移量。

例子:momentT = tftmoment (x 2“集中”,假)。

时间限制,指定为逗号分隔组成的“期限”双元素包含上下边界向量和t1和t2在同一个单位ts和数据类型:

  • 数字或持续时间当fs或一个标量ts指定,或者当吗ts是一个数字或持续时间向量

  • 数字,持续时间,或datetime当ts被指定为一个datetime向量

这个规范允许您提取数据从一个更长的时间部分数据集。

输出参数

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条件时间时刻作为一个矩阵的列表示返回时间的时刻。

momentT是一个矩阵与一个或多个列,无论输入数据是什么时间表xt时间序列向量x或谱图数据p。

频率的估计在赫兹,指定为一个双向量。例如,看到的情节条件时态的时刻一个时间序列向量

更多关于

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有条件的时间时刻

条件时态的时刻组成一组非平稳的信号时变参数描述的群延迟的发展。他们是相关的有条件的光谱的时刻和联合时频时刻。条件是一个积分函数的频率谱的时刻,给定的时间和边缘分布。条件时态的时刻是一个积分时间的函数,给定的频率和边缘分布。联合时频时刻是一个二重积分,不同时间和频率[1],[2]。

每一刻是关联到一个特定的顺序,第一个四个订单的统计特性1)的意思是,2)方差,3)偏态和峰态。

tftmoment计算条件时间信号的时频分布的时刻x中指定的命令订单。函数执行以下步骤:

  1. 计算光谱图功率谱,P(t,f)输入使用pspectrum功能和使用它作为时频分布。如果语法使用现有的供应P(t,f),然后tftmoment而不是使用。

  2. 估计条件时态的时刻 〈 t n 〉 ω 信号的使用、非集中化的例子:

    〈 t n 〉 ω = 1 P ( ω ) ∫ t n P ( t , ω ) d t ,

    在哪里米是秩序和P(t)边缘分布。

    集中的条件的时间 μ t n ( ω ) ,该函数使用

    μ t n ( ω ) = 1 P ( ω ) ∫ ( t − 〈 t 1 〉 ω ) n P ( t , ω ) d t 。

引用

[1]Loughlin先生,p . J。“时频信号的时刻是什么?”先进的信号处理算法、体系结构和实现,有程序。4474卷,2001年11月。

[2]Loughlin先生,P。,F. Cakrak, and L. Cohen. "Conditional moment analysis of transients with application to helicopter fault data."机械系统和信号处理。问题4卷14日,2000年,页511 - 522。

扩展功能

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

版本历史

介绍了R2018a

另请参阅

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