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tsadifference

时间同步平均信号的差分信号

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语法

rpm, Y = tsadifference (X, fs orderList)
Y = tsadifference (X, t, rpm, orderList)
rpm, Y = tsadifference (XT orderList)
[y，s] = tsadifference（＿＿＿）
＿＿＿= tsadifference (＿＿＿）
TSADIFERES（＿＿＿）

描述

例子

Y= tsadifference (X，fs，rpm，orderList）计算差分信号Y时间同步平均（TSA）信号矢量X使用采样率fs，转速rpm，并过滤订单orderList．Y通过删除常规信号来计算“的值”NumSidebands'和他们各自的谐波X．有关常规信号的更多信息，请参阅Tsaregular.．

您可以使用Y进一步提取旋转机械的状态指标，用于预测维修。例如，提取FM4指标从Y用于检测隔离到一个齿轮啮合中有限数量的齿的故障。

例子

Y= tsadifference (X，t，rpm，orderList）计算差分信号YTSA信号矢量X相应的时间值来自t．

例子

Y= tsadifference (XT.，rpm，orderList）计算差分信号Y储存在时间表中的TSA信号XT.．XT.必须包含单个数字列变量。

例子

［Y，年代) = tsadifference (＿＿＿）返回振幅谱年代差分信号的Y．年代振幅谱是用的归一化快速傅里叶变换(FFT)计算的吗Y．

例子

＿＿＿= tsadifference (＿＿＿）允许您使用一个或多个名称值对参数指定其他参数。您可以使用任何先前输入和输出参数使用此语法。

例子

TSADIFERES（＿＿＿）没有输出参数绘制原始和差异TSA信号的时域和频域图。

例子

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打开生活的脚本

考虑一个由装有振动传感器的电机驱动的六齿轮传动系统，如下图所示。电机轴上的齿轮1与齿轮2啮合，传动比为17:1。最终的齿轮比，即齿轮1和齿轮2和齿轮3和齿轮4之间的比率是51:1。齿轮5，也在电机轴上，以10:1的传动比与齿轮6啮合。电机转速为180rpm，振动传感器采样率为50khz。为了获得仅仅包含齿轮5和6的啮合组件的信号，通过指定它们的齿轮比为17和51英寸，过滤掉轴旋转的组件，齿轮1和2和，3和4orderList．对应于轴旋转（Order = 1）的信号分量总是隐含地包括在计算中。

rpm = 180;fs = 50 e3;t = (0:1 / fs (1/3): 1 / fs) ';%样品时间OrderList = [17 51];f = rpm / 60 * [1 orderlist 10];

在实践中，您将使用从加速度计获得的振动信号等测量数据。对于本例，生成TSA信号X，这是安装在电机上的振动传感器的模拟数据。

X = SIN（2 * PI * F（1）* T）+ SIN（2 * PI * 2 * F（1）* T）+......％电机轴旋转和谐波3*sin(2* f(2) t) + 3*sin(2* f(2) t) +......％齿轮网振动和齿轮1和2的谐波4 * sin（2 * pi * f（3）* t）+ 4 * sin（2 * pi * 2 * f（3）* t）+......％齿轮振动和齿轮3和4的谐波2 * sin(2 *π* 10 * f (1) * t);齿轮5和齿轮6的啮合振动%

使用采样时间、转速和要过滤掉的网格顺序计算TSA信号的差分信号。

Y = tsadifference (X, t, rpm, orderList);

输出Y是一个矢量，包含齿轮啮合信号和谐波齿轮5和6。

将差分信号，原始的TSA信号，和它们的振幅谱绘制在图上。

tsadifference (X, fs, rpm, orderList)

图包含2个轴。具有标题差信号的轴1包含2个类型的线。这些对象表示原始信号，差分信号。带有标题幅度谱的轴2包含2个型杆的物体。这些对象表示原始信号，差分信号。

从幅度谱图，请遵守以下组件：

  • 在第17阶的过滤组件及其在第34阶处的谐波

  • 第二滤波分量在51阶，它的谐波在102阶

  • 齿轮5和6的剩余网元件在第10阶处

  • 在第1和第2阶过滤轴组件

  • 频谱图上的幅度匹配各个信号的幅度

打开生活的脚本

在这个例子中，sineWavePhaseMod.mat包含相位调制正弦波的数据。XT.是否有正弦波数据和时间表rpm使用的是60 RPM。正弦波的频率是32赫兹。为了滤除未调制的正弦波和相位调制信号的边带，使用32作为滤波器orderList．

加载数据和所需的变量。

加载（'sinewavephasemod.mat'，'xt'，'rpm'，“订单”）头（XT，4）
ans =.4×1的时间表时间数据______________ _______ 0 sec 0 0.00097656 sec 0.2011 0.0019531 sec 0.39399 0.0029297 sec 0.57078

注意，时间值在XT.严格增加，等距和有限。

计算差分信号及其幅度谱。设置价值“域”到“频率”因为订单是以Hz为单位的。

[y，s] = tsadifference（xt，rpm，订单，“域”，“频率”）
y =1024×1的时间表时间数据______________ __________ 0 sec 2.2849e-15 0.0097656 sec 0.046525 0.0019531 sec 0.091185 0.0029297 sec 0.13219 0.0039062 sec 0.1679 0.0048828 sec 0.19688 0.0058594 sec 0.21799 0.0068359 sec 0.23039 0.0078125 sec 0.2336 0.0087891 sec 0.22751 0.0097656 sec0.079041 0.014648 SEC 0.034303⋮
S =1024×1复合物-0.0000 + 0.00000 i -0.0000 + 0.00000 i -0.0000 + 0.00000 i -0.0000 + 0.00000 i -0.0000 + 0.00000 i⋮

输出Y有包含差异信号的时间表吗年代是包含差分信号的幅度谱的矢量Y．

打开生活的脚本

在这个例子中，Sinewaverectangularpulse.mat.包含由矩形脉冲调制的正弦波的数据。X是具有在60rpm的轴速度获得的调制正弦波数据的矢量。未调制的正弦波的频率为32 Hz和1.0单元的幅度。

加载数据，并绘制调制TSA信号的差分信号X．为了获得差分信号，指定频率为32hz in，滤除未调制的正弦波和调制信号的边带orderList．设置价值“域”到“频率”．

加载（'sinewaverectangularpullemul.mat'，“X”，“t”，'rpm'，'订单') tsadifference (X, t, rpm, orderList,“域”，“频率”）;

图包含2个轴。具有标题差信号的轴1包含2个类型的线。这些对象表示原始信号，差分信号。具有标题幅度谱的轴2包含2个型杆的物体。这些对象表示原始信号，差分信号。

从图中，分别观察差分信号和原始信号的波形和幅值谱。观察差分信号包含了除了:

  • 未经调制的正弦波在32 Hz

  • 在31赫兹和33赫兹的未调制正弦波的一阶边带

输入参数

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时间同步平均(TSA)信号，指定为矢量。时间同步平均信号是从一个长且周期相对较长的原始信号通过同步、重采样和平均计算得到的。有关TSA信号的更多信息，请参见运输安全管理局．

在复杂信号频谱中，时间同步平均是一种方便的背景噪声降噪方法。它可以有效地集中从时域信号中提取的有用信息，用于预测维修。除了原始传感器数据外，同步通常还需要转速表脉冲信号。TSA信号描述了在一个感兴趣的轴的单转上等间距角位置的测量值。

时间同步平均（TSA）信号，指定为时间表。XT.必须包含与TSA信号对应的单个数字列变量。时间值XT.必须严格增加，等距和有限。

TSA信号的采样频率，单位为赫兹，指定为一个正标量。

TSA信号的采样次数，指定为正标量或正值向量。

如果t是:

  • 正标量，它包含样本之间的时间间隔或持续时间。您必须指定t作为一个持续时间多变的。

  • 一个正数向量，它包含对应于中的元素的采样时间X．时间值必须严格增加，等距和有限。您可以指定t作为一个双倍的或持续时间多变的。

轴的转速，指定为正标量。tsadifference使用的带宽等于轴的速度和值NumSidebands'围绕感兴趣的频率计算Y运输安全管理局的信号。指定rpm每分钟转速。对应于此频率的信号分量，即，订单= 1总是被筛选出来。

从TSA信号中过滤出来的指令，指定为一个正整数向量。通过在振幅谱图上观察，选择要从TSA信号中滤除的阶次和谐波。例如,指定orderList即齿轮系中已知的网格顺序，以滤除已知的部件及其谐波。有关更多信息，请参见可视化TSA信号的差分信号和幅度谱．指定的单位orderList选择适当的值'领域'．

名称-值对的观点

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

例子：…,“NumSidebands”,2

要过滤的轴和齿轮啮合频率谐波的数量，指定为逗号分隔的配对组成NumHarmonics'和一个积极的整数。调整 'NumHarmonics“如果你的TSA信号含有两个以上的已知谐波成分需要过滤。

滤波器中要过滤的边带的数目orderList频率及其谐波，指定为逗号分隔的配对组成NumSidebands'和一个非负整数。使用边带的宽度使用2 * (rpm / 60) * (NumSidebands + 0.5)．调整 'NumSidebands'基于要从中过滤的边带的数量X如振幅谱图所示。

TSA信号中的轴旋转数量，指定为逗号分隔的配对组成numrootations.'和一个积极的整数。调整 'numrootations.'如果你的输入X或XT.包含驱动齿轮轴的多于一个旋转的数据。函数使用'numrootations.，以确定在x轴上显示的旋转次数。过滤的结果是Y不受这个价值的影响。

单位orderList值，指定为逗号分隔的配对组成领域，以及下列其中之一:

  • “频率”，如果订单在orderList被指定为赫兹单位的频率。

  • '命令'，如果订单在orderList指定为相对于值的旋转数rpm．例如，如果从动齿轮的转速被定义为驱动齿轮转速的因数，则指定'领域' 作为'命令'．另外，选择'命令'如果你正在比较以不同速度运行的机器所获得的数据。

输出参数

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TSA信号的差分信号，返回为:

  • 一个向量，当TSA信号被指定为一个向量时X．

  • TSA信号被指定为时间表时的时间表XT.．

差分信号通过去除规则信号、一阶边带、NumSidebands'和他们各自的谐波X．您可以使用Y进一步提取旋转机械的状态指标，用于预测维修。例如，提取FM4指标从Y用于检测隔离到一个齿轮啮合中有限数量的齿的故障。了解更多信息Y计算,看算法．

有关常规信号的更多信息，请参阅Tsaregular.．

差值信号的振幅谱，以矢量的形式返回。年代是信号的归一化快速傅里叶变换吗Y．年代与输入TSA信号的长度相同吗X．了解更多信息年代计算,看算法．

算法

差分信号

差分信号由TSA信号计算，通过对信号频谱进行以下滤波:

  • 轴频率及其谐波

  • 齿轮啮合频率及其谐波

  • 齿轮啮合频率的一阶边带及其谐波

  • 可选地，在'中指定的边带NumSidebands'在齿轮啮合频率及其谐波上

tsadifference使用带宽等于轴速度的三倍和值'NumSidebands，在感兴趣的频率附近进行计算Y运输安全管理局的信号。

幅度谱

差异信号的幅度谱如下计算，

S = FFT. （ Y ） 长度 （ Y ） ＊ 2

这里，Y是差分信号。

参考

[1]麦克费登,警察局利用啮合振动时域平均信号处理的齿轮故障早期检测技术的检验Aero推进技术备忘录434．墨尔本，澳大利亚：航空研究实验室，1986年4月。

[2] Večeř， P.， Marcel Kreidl, R. Šmíd。变速箱监测系统的状态指示器。Acta Polytechnica45.6（2005），第35-43页。

Zakrajsek, J. J.， Townsend, D. P.， and Decker, H. J.。应用于点蚀疲劳失效数据的齿轮故障检测方法分析技术备忘录105950．美国宇航局，1993年4月。

[4] Zakrajsek, James J。《齿轮啮合失效预测技术研究》。美国国家航空航天局克利夫兰OH刘易斯研究中心，1989年。不。nasa - e - 5049。

另请参阅

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