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运输安全管理局

时间同步信号平均

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Ta = tsa(x,fs,tp)
Ta = tsa(x,t,tp)
Ta = tsa(xt,tp)
Ta = tsa(___名称=值)
[ta,t,p,rpm] = tsa(___）
运输安全管理局(___）

描述

例子

助教= tsa (x，fs，tp）返回信号的时间同步平均值x，以一定的速率采样fs中指定的脉冲时间tp．

助教= tsa (x，t，tp）的时间同步平均值x采样的时间值存储在t．

例子

助教= tsa (xt，tp）返回存储在MATLAB中的信号的时间同步平均值®时间表xt．

例子

助教= tsa (___，名称=值）使用名称-值参数为前面的任何语法指定附加选项。例如，您可以指定每轴旋转的转速计脉冲数，或者选择在时域或频域平均信号。

［助教，t，p，rpm] = tsa(___）同样的回报t，一个样本乘以对应的向量助教；一个向量p相位值;而且rpm，恒定转速(单位转数/分钟)对应助教．

运输安全管理局(___）在没有输出参数的情况下，绘制当前图中每个信号段对应的时间同步平均信号和时域信号。

例子

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计算一个有噪声的正弦信号的时间同步平均值。

生成一个嵌入白高斯噪声的正弦信号。信号以500hz采样20秒。指定正弦波频率为10hz，噪声方差为0.01。画出信号的一个周期。

Fs = 500;T = 0:1/fs:20-1/fs;F0 = 10;Y = sin(2*pi*f0*t) + randn(size(t))/10;Plot (t,y) xlim([0 1/f0])

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。

计算信号的时间同步平均值。对于同步信号，使用一组与正弦波周期相同的脉冲。使用运输安全管理局不带输出参数来显示结果。

tPulse = 0:1/f0:max(t);tsa (y, fs, tPulse)

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的axes对象包含200个类型为line的对象。

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生成一个由指数阻尼二次啁啾组成的信号。信号以1千赫采样2秒。啁啾的初始频率为2hz，在第一秒后增加到28hz。阻尼的特征时间为1/2秒。画出信号。

Fs = 1e3;T = 0:1/fs:2;X = exp(-2*t').*chirp(t'，2,1,28，“二次”）;情节(t, x)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。

使用时间向量创建持续时间数组。用持续时间数组和信号构造一个时间表。利用信号峰值的位置确定脉冲时间。显示时间同步平均值。

Ts =秒(t)';Tx =时间表(ts,x);[~，lc] = findpeaks(x,t);tsa (tx, lc)

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的axes对象包含73个类型为line的对象。

计算时间同步平均值。查看输出参数的类型。采样时间存储在持续时间数组中。

[xta,xt,xp,xrpm] = tsa(tx,lc);谁x *
名称大小字节类属性x 2001x1 16008 double xp 9x1 1133时间表xrpm 1x1 8 double xt 9x1 74 duration xta 9x1 1129时间表

将持续时间数组转换为adatetime向量。构造一个时间表使用datetime向量和信号。计算时间同步平均值，但是现在是15个旋转的平均值。

查看输出参数的类型。示例时间再次存储在持续时间数组中，尽管输入时间表使用了datetime向量。

DTB = datetime(datevec(ts));DTT =时间表(dtb,x);Nr = 15;tsa(德勤,信用证,“NumRotations”nr)

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的axis对象包含5个类型为line的对象。

[dta,dt,dp,drpm] = tsa(dtt,lc，“NumRotations”、nr);谁d *
名称大小字节类属性dp 135x1 3149时间表drpm 1x1 8 double dt 135x1 1082 duration dta 135x1 3145时间表dtb 2001x1 32016 datetime dtt 2001x1 49001时间表
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计算风机叶片在合闸后减速时位置的时间同步平均值。

2400转/分的桌面风扇处于关闭状态。空气阻力(轴承摩擦的贡献可以忽略不计)导致风扇转子在大约5秒内停止。一个高速摄像机测量x-一个风扇叶片的坐标，速率为1khz。

Fs = 1000;T = 0:1/fs:5-1/fs;Rpm0 = 2400;

理想的风扇叶片作为一个点质量围绕转子中心半径10厘米。叶片受到与速度成正比的阻力，其相位角表达式如下:

ϕ ＝ 2 π f 0 T （ 1 - e - t / T ） ，

在哪里 f 0 初始频率和 T ＝ 0 ． 75 第二是衰减时间。

A = 0.1;F0 = rpm0/60;T = 0.75;= 2*pi*f0*T*(1-exp(-t/T));

计算并绘制x -而且y坐标。添加高斯白噪声。

X = a*cos() + randn(size())/200;Y = a*sin(phi) + randn(size(phi))/200;情节(t t, x,, y)

图中包含一个轴对象。axis对象包含2个line类型的对象。

确定同步信号。使用tachorpm函数求脉冲次数。将搜索次数限制在2.5秒之前。画出转速，看它的指数衰减。

[rpm，~，tp] = tachorpm(x(t<2.5)，fs);tachorpm (x (t < 2.5), fs)

图中包含2个轴对象。标题为Tachometer Signal的Axes对象1包含4个类型为line的对象。这些对象表示检测到的脉冲、状态级别。axis对象2，标题为RPM Signal，包含2个类型为line的对象。这些对象表示转速信号，脉冲转速。

计算和绘制时间同步平均信号，它对应于一个正弦周期。在频域进行平均。

clf tsa (x, fs, tp,方法=“fft”）

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的axis对象包含29个类型为line的对象。

输入参数

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输入信号，指定为矢量。

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)是单通道行向量信号。

数据类型:单|双

抽样率，指定为正标量。

数据类型:单|双

脉冲次数，指定为标量或矢量。

  • 标量-旋转发生的常数时间间隔。

  • 矢量-非负的，严格增加的瞬间，定义恒定的旋转相位。

使用tachorpm从转速表信号中提取转速表脉冲时间。

数据类型:单|双

采样次数，指定为向量a持续时间标量，或者持续时间数组中。

  • 的连续采样之间的时间间隔x．

  • 向量或持续时间的每个元素对应的时间瞬间x．

数据类型:单|双|持续时间

输入时间表。xt必须包含递增的有限行次数，并且只有一个由向量组成的变量。

如果时间表有丢失或重复的时间点，您可以使用中的提示来修复它缺少、重复或不均匀时间的清晰时间表．

例子:时间表(秒(0:4)”,randn (2))指定以1hz采样4秒的双通道随机变量。

数据类型:单|双

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序无关紧要。

在R2021a之前，使用逗号分隔每个名称和值，并将其括起来的名字在报价。

例子:“方法”、“pchip’,‘ResampleFactor’,10指定信号将被上采样10倍，并在时域内使用分段三次埃尔米特插值平均。

插值方案，指定为以下值之一:

  • “线性”-在时域内进行线性插值和平均。

  • “样条”-在时域内进行三次样条插值和平均。

  • “pchip”-在时域内进行分段三次Hermite插值和平均。

  • “fft”—频域平均。

旋转轴数助教，指定为正整数标量。

数据类型:单|双

每轴旋转的时间瞬间数，用正标量表示。

数据类型:单|双

用来增加抽样率的因子，指定为正整数标量。

数据类型:单|双

输出参数

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时间同步信号的平均值，作为矢量或时间表返回。如果输入为运输安全管理局那么，有时间表吗助教也是一个时间表。

  • 如果输入时间表将时间值存储为持续时间数组的时间值助教也是持续时间数组中。

  • 如果输入时间表将时间值存储为datetime数组的时间值助教是一个持续时间以秒表示的数组。

采样次数，作为向量或返回持续时间数组中。

  • 如果输入为运输安全管理局是否将时间值存储为持续时间数组,然后t具有与输入时间值相同的格式。

  • 如果输入为运输安全管理局是否将时间值存储为datetime数组,然后t是一个持续时间用秒表示的向量。

  • 如果输入为运输安全管理局是一个数字矢量和输入的采样次数t存储在持续时间标量或a持续时间数组,然后t是一个持续时间与输入单元相同的数组t．

相位值，返回为以转数表示的矢量或时间表。

如果输入为运输安全管理局那么，有时间表吗p也是一个时间表。p与的时间值相同助教．

恒定转速，以每分钟转数表示的标量返回。

算法

给定一个输入信号，一个采样率和一组转速计脉冲，运输安全管理局执行以下步骤:

  1. 根据转速计脉冲和指定的值确定周期开始和结束时间PulsesPerRotation．

  2. 的值对输入信号重新采样“ResampleFactor”．

  3. 的选项对重采样信号进行平均“方法”．

    • 如果方法设置为“fft”，函数为:

      1. 将信号分解成不同周期对应的片段。

      2. 计算每一段的离散傅里叶变换。

      3. 截断较长的变换，使所有变换具有相同的长度。

      4. 平均光谱。

      5. 计算平均值的离散傅里叶反变换将其转换到时域。

    • 如果方法设置为时域方法之一，则函数:

      1. 使用指定的方法，将信号插值到对应于不同周期的等间隔样本网格上。

      2. 的值连接重新采样的信号段NumRotations．

      3. 计算所有分段的平均值。

参考文献

[1]贝克霍弗，埃里克和迈克尔金斯利。时间同步平均算法综述预测与健康管理学会年会论文集2009年9月至10月，加州圣地亚哥。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

在R2017b中引入

另请参阅

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