主要内容

rpmordermap.

订单- rpm图用于订单分析

描述

例子

地图= rpmordermap (xfsrpm返回订单- rpm映射矩阵,地图,这是对输入向量进行顺序分析的结果,xx在一组测量rpm以每分钟转数表示的转速。fs为测量采样率,单位为Hz。每一列的地图包含各自存在的订单的根均方(RMS)幅度估计rpm价值。rpmordermap.重建x,并利用短时傅里叶变换分析重采样信号的光谱含量。

例子

地图= rpmordermap (xfsrpmres以订单为单位指定映射的订单解析。

例子

地图= rpmordermap (___名称,值使用备份指定选项名称,值除了以前的语法中的输入参数之外,还要对。

地图订单rpm时间res) = rpmordermap (___返回包含订单、转速和计算订单映射时的时间瞬间的向量。它还返回所使用的顺序解析。

例子

rpmordermap (___没有输出参数将订单映射绘制在交互式上的转速和时间的函数。

例子

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在600Hz采样的模拟信号5秒内创建模拟信号。正在测试的系统在观察期间每秒从10到40转的转速增加。

生成转速表读数。

fs = 600;t1 = 5;t = 0:1 / fs: t1;f0 = 10;f1 = 40;rpm = 60 * linspace (f0 f1长度(t));

信号由四个谐波相关的啁啾组成,阶数为1、0.5、4和6。4阶啁啾的振幅是其它啁啾的两倍。为了产生啁啾,用梯形法则将相位表示为转速的积分。

o1 = 1;o2 = 0.5;o3 = 4;o4 = 6;ph = 2 *π* cumtrapz (rpm / 60) / fs;X = [1 1 2 1]*cos([o1 o2 o3 o4]'*ph);

可视化信号的订单- rpm图。

RpMorderMap(x,fs,rpm)

图表映射包含uimenu,uitoolbar,UiflowContainer类型的对象。

分析放置在直升机驾驶舱的加速度计的模拟数据。

加载直升机数据。振动测量,vib,以500Hz的速率进行采样10秒。检查数据显示它具有线性趋势。删除趋势以防止其降低订单估计的质量。

负载('helidata.mat')VIB = DEDREND(VIB);

绘制非线性RPM配置文件。转子延伸,直到它达到每分钟约27,600转的最大转速,然后沿着海岸。

情节(t, rpm)包含(“时间(s)”) ylabel ('rpm'

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个类型为line的对象。

计算order-RPM映射。指定订单分辨率为0.015。

(地图、秩序、rpmOut、时间)= rpmordermap (vib, fs, rpm, 0.015);

可视化的地图。

ImageC(时间,订单,地图)AX = GCA;ax.ydir =“正常”;Xlabel(“时间(s)”) ylabel (“秩序”

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个image类型的对象。

使用更精细的顺序分辨率重复计算。的内置功能绘制地图rpmordermap..较低的指令得到了更清晰的解决。

rpmordermap (vib fs, rpm, 0.005)

图表映射包含uimenu,uitoolbar,UiflowContainer类型的对象。

产生由两个线性啁啾和一个二次啁啾组成的信号,所有在600赫兹采样5秒。在测试期间,产生信号的系统将转速从每秒10转提高到40转。

生成转速表读数。

fs = 600;t1 = 5;t = 0:1 / fs: t1;f0 = 10;f1 = 40;rpm = 60 * linspace (f0 f1长度(t));

线性啁啾有1阶和2.5阶。阶分量的振幅是另一阶分量的两倍。二次啁啾从第6阶开始,并在测量结束时返回到这个阶。振幅为0.8。使用这些信息创建信号。

o1 = 1;O2 = 2.5;O6 = 6;x = 2 * chirp(t,O1 * f0,t1,O1 * f1)+ chirp(t,O2 * f0,t1,O2 * f1)+...0.8 *唧唧声(t, o6 * f0, t1, o6 * f1,'二次');

计算信号的顺序-rpm映射。在每个测量单元处使用峰值幅度。指定0.25订单的分辨率。窗口使用Sidelobe衰减为80 dB的Chebyshev窗口数据。

(地图,或者,rp) = rpmordermap (x, fs, rpm, 0.25,...'振幅''顶峰''窗户',{“chebwin”80});

将订单- rpm图画成瀑布图。

[或,rp] = meshgrid(或,rp);瀑布(或,rp,map')视图(-15,45)xlabel(“秩序”) ylabel ('rpm') zlabel ('振幅'

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个patch类型的对象。

通过调用来绘制交互式订单- rpm映射rpmordermap.没有输出参数。

加载文件helidata.mat,它包含了从放置在直升机驾驶舱的加速度计获得的模拟振动数据。数据采样速率为500hz,持续10秒。去除数据中的线性趋势。调用rpmordermap.生成订单- rpm映射的交互式图。指定订单分辨率为0.005订单。

负载helidata.matRPMORDEMAP(DEDREND(VIB),FS,RPM,0.005)

看到算法用于更详细地描述图底部的RPM-VS.时绘图。

在图6秒后移动图中的十字线游标以确定RPM和0.053的RMS幅度。

点击X变焦按钮在工具栏中放大2到4秒之间的时间区域。RPM-vs中的灰色矩形。时间图显示了感兴趣的区域。你可以滑动这个区域来平移时间。

点击瀑布图按钮显示订单RPM地图作为瀑布图。为了提高可见性,使用该可见性顺时针旋转曲线左旋转按钮三次。将平移程序移动到5到7秒之间的间隔。

输入参数

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输入信号,指定为行或列向量。

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)指定嵌入高斯白噪声中的正弦信号。

采样率,指定为以Hz表示的正标量。

转速,以每分钟转数表示的正数矢量。rpm长度必须和x

  • 如果你有转速计脉冲信号,使用tachorpm提取rpm直接。

  • 如果您没有转速表脉冲信号,请使用rpmtrack.提取rpm从一个振动信号。

例子:100:10:3000指定一个系统最初以每分钟100转的速度旋转,然后以每分钟10转的增量运行到每分钟3000转。

Order - rpm映射的顺序解析,指定为正标量。如果res没有指定,那么rpmordermap.将其设置为每周期固定采样信号的采样率除以256。如果重采样的输入信号不够长,则该函数使用整个重采样信号长度来计算单阶估计。

数据类型:|双倍的

名称-值参数

指定可选的逗号分隔的对名称,值论点。的名字参数名和价值为对应值。的名字必须出现在引号内。可以以任意顺序指定多个名称和值对参数name1,value1,...,namen,valuen

例子:“规模”、“数据库”、“窗口”、“损害”指定顺序图估计将按分贝缩放,并使用汉恩窗口确定。

Order-RPM映射振幅,指定为逗号分隔对,由'振幅'其中一个“rms”'顶峰',或“权力”

  • “rms”-返回每个估计订单的均方根振幅。

  • '顶峰'- 返回每个估计顺序的峰值幅度。

  • “权力”- 返回每个估计顺序的功率级别。

邻接段之间的重叠百分比,指定为包括的逗号分隔对“OverlapPercent”从0到100的标量。值为0表示相邻段不重叠。值为100意味着相邻的片段被一个样本移位。较大的重叠百分比会生成更平滑的地图,但会增加计算时间。看到算法想要查询更多的信息。

数据类型:双倍的|

订单-RPM地图缩放,指定为逗号分隔对组成“规模”和任何一个“线性”“数据库”

  • “线性”-返回一个线性比例的地图。

  • “数据库”- 返回具有在分贝中表示的值的对数映射。

分析窗口,指定为逗号分隔对组成'窗户'其中一个价值观是:

  • “flattopwin”指定平顶窗口。看到flattopwin为更多的细节。

  • “chebwin”指定一个切比雪夫窗口。使用单元阵列以分贝指定旁瓣衰减。旁瓣衰减必须大于45db。如果不指定,默认值为100 dB。看到chebwin为更多的细节。

  • “汉明”指定汉明窗口。看到汉明为更多的细节。

  • 'Hann'指定一个Hann窗口。看到损害为更多的细节。

  • “皇帝”指定Kaiser窗口。使用单元格数组指定形状参数,β.形状参数必须是正标量。如果未指定,则默认为0.5。看到凯撒为更多的细节。

  • 'etcwin'指定矩形窗口。看到rectwin为更多的细节。

例子:'窗口','chebwin'指定旁瓣衰减为100 dB的切比雪夫窗。

例子:“窗口”,{chebwin, 60}指定旁瓣衰减为60 dB的切比雪夫窗。

例子:“窗口”,“皇帝”指定形状参数为0.5的Kaiser窗口。

例子:“窗口”,{‘皇帝’,1}指定形状参数为1的Kaiser窗口。

数据类型:char|细绳|细胞

输出参数

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订单- rpm映射,以矩阵形式返回。

订单,作为向量返回。

旋转速度,作为矢量返回。

时间瞬间,作为向量返回。

顺序解析,作为标量返回。

算法

阶数分析是研究旋转系统中由旋转本身引起的振动。这些振动的频率通常与转速成正比。比例常数是订单

在大多数实验条件下,转速通常是独立测量的,并且随时间而变化。对旋转引起的振动的正确分析需要对测量信号进行重新采样和插值,以实现每个周期的固定数量的样本。通过这个过程,频率为转速常数倍的信号分量转换为恒定的音调。这种变换减少了频率随时间快速变化时频谱成分的涂抹。

rpmordermap.函数执行以下步骤:

  1. 用途cumtrapz估计相位角作为转速的时间积分:

    ϕ t 0 t RPM τ. 60. d τ.

  2. 用途重组对信号进行上采样和低通滤波。这个步骤使该函数能够在未采样的时间点上插值信号,而不会对高频分量产生混叠。rpmordermap.将信号向上采样15倍。

  3. 用途interp1.为了将上采样的信号线性地插入相位域中的均匀网格。测量中的最高可访问顺序是通过采样率固定的,系统达到的最高旋转速度:

    O 马克斯 f 年代 / 2 马克斯 RPM 60.

    要准确地捕获最高秩序,有必要在两次上对信号进行样本O马克斯至少。为了更好的结果,rpmordermap.通过额外的因素额外的曲折。结果域样本率,fp,是

    f p 4 × 2 O 马克斯 4 × 2 f 年代 / 2 马克斯 RPM 60.

    默认订单分辨率,r,是

    r f p 256 4 × 60. 256 2 × f 年代 / 2 马克斯 RPM 15 16 f 年代 马克斯 RPM

  4. 用途光谱图来计算插值信号的短时傅里叶变换(STFT)。缺省情况下,函数将信号分为l-样本段和窗口,每个都有一个平顶窗口。有

    N 重叠 最小值 p 重叠 One hundred. × l l 1

    相邻段之间重叠的样本,其中p重叠使用“OverlapPercent”名称-值对,默认为50%。设置DFT长度为l.该分辨率与采样率和段长度有关

    r k f p l

    在哪里k窗口的等效噪声带宽,如enbw..调整分辨率以区分紧密间隔的订单。小r值需要更大的段长度。如果您需要达到给定的分辨率,请确保您的信号有足够的样本。

RPM-vs中的红点。时间图在互动的底部rpmordermap.窗口对应于每个窗口段的右边缘。绘图中的蓝线是作为时间函数绘制的RPM信号:

参考文献

[1] Brandt,Anders。噪声和振动分析:信号分析和实验程序.英国奇切斯特:John Wiley & Sons, 2011。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

介绍了R2015b