rpmordermap

Order-RPM地图分析

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语法

地图= rpmordermap (x, fs, rpm)

地图= rpmordermap (x, fs, rpm, res)

地图= rpmordermap (___、名称、值)

(地图、秩序、转速、时间,res] = rpmordermap (___)

rpmordermap (___)

描述

例子

地图= rpmordermap (x,fs,rpm)返回order-RPM映射矩阵,地图,执行顺序分析的结果对输入向量,x。x以一组吗rpm转动的速度每分钟的转数表示。fs在赫兹测量采样率。每一列的地图包含均方根(RMS)振幅估计在每个订单的礼物rpm价值。rpmordermap重新取样x一个常数samples-per-cycle率和使用短时傅里叶变换光谱分析的内容重新取样信号。

例子

地图= rpmordermap (x,fs,rpm,res)指定的顺序解决地图单位的订单。

例子

地图= rpmordermap (___,名称,值)指定的选择使用名称,值除了对输入参数在以前的语法。

(地图,订单,rpm,时间,res)= rpmordermap (___)返回向量与订单、旋转速度和时间瞬间的顺序映射计算。它还返回订单决议。

例子

rpmordermap (___)没有输出参数情节顺序地图作为转速和时间的函数在一个交互图。

例子

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Order-RPM啁啾4订单的地图

打开生活的脚本

创建一个模拟信号采样在600 Hz 5秒。被测试的系统,增加其转速从10到40革命每秒的观察期间。

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啾啾的订单1,0.5,4,6。然后唧唧喳喳的振幅的两倍。生成啾啾,使用梯形规则表达阶段转速的积分。

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值);

可视化order-RPM地图信号。

rpmordermap (x, fs, rpm)

图顺序图包含的对象类型uimenu uitoolbar uiflowcontainer。

Order-RPM直升机振动数据的地图

打开生活的脚本

分析模拟数据从一个加速度计放置在一架直升飞机的驾驶舱。

加载直升机数据。振动测量,vib,采样率为500 Hz 10秒。检验数据的显示,它有一个线性的趋势。删除的趋势,以防止它降低订单的质量评估。

负载(“helidata.mat”)vib =去趋势(vib);

情节非线性RPM概要文件。转子运行直到它达到最大转速为每分钟27600转,然后海岸。

情节(t, rpm)包含(“时间(s)”)ylabel (“转”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含时间(s), ylabel RPM包含一个类型的对象。

计算order-RPM地图。指定一个分辨率为0.015。

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

可视化的地图。

显示亮度图像(时间、顺序图)ax = gca;斧子。YDir =“正常”;包含(“时间(s)”)ylabel (“秩序”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含时间(s), ylabel订单包含一个类型的对象的形象。

用更好的顺序解决重复计算。绘制地图使用的内置功能rpmordermap。较低的订单更清楚地得到解决。

rpmordermap (vib fs, rpm, 0.005)

图顺序图包含的对象类型uimenu uitoolbar uiflowcontainer。

瀑布的情节Order-RPM地图

打开生活的脚本

产生一个信号,即由两个线性啁啾和一个二次唧唧声,所有样本在600 Hz 5秒。系统产生的信号增加其转速从10到40革命每秒在测试期间。

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));

线性啁啾订单1和2.5。组件与其他订单1有幅度的两倍。二次唧唧开始订单6,回到这个订单结束时测量。其幅值是0.8。使用这些信息创建的信号。

o1 = 1;o2 = 2.5;o6 = 6;x = 2 *唧唧声(t, o1 * f0, t1, o1 * f1) +唧唧声(t, o2 * f0, t1, o2 * f1) +…0.8 *唧唧声(t, o6 * f0, t1, o6 * f1,“二次”);

计算信号的order-RPM地图。在每个测量细胞使用峰值振幅。指定一个分辨率为0.25的订单。窗口的数据与切比雪夫窗口旁瓣衰减是80分贝。

(地图,或者,rp) = rpmordermap (x, fs, rpm, 0.25,…“振幅”,“高峰”,“窗口”,{“chebwin”80});

画出order-RPM地图作为一个瀑布。

(或者,RP) = meshgrid (RP);瀑布(或者,RP,地图”)视图(-15年,45)包含(“秩序”)ylabel (“转”)zlabel (“振幅”)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含顺序,ylabel RPM包含一个补丁类型的对象。

交互式Order-RPM地图

情节一个交互式order-RPM地图通过调用rpmordermap没有输出参数。

加载文件helidata.mat,其中包含模拟振动数据从一个加速度计放置在一架直升飞机的驾驶舱。数据采样率为500 Hz 10秒。删除数据的线性趋势。调用rpmordermap生成一个交互式的情节order-RPM地图。指定一个订单解决0.005订单。

负载helidata.matrpmordermap(去趋势(vib)、fs、rpm, 0.005)

看到算法RPM-vs的更详细的描述。-图底部的图。

将十字光标在图中确定RPM和均方根振幅0.053订单后6秒。

单击X变焦按钮工具栏放大区域2和4秒之间。RPM-vs灰色的长方形。-时间图显示感兴趣的地区。你能把这个地区锅通过时间。

单击瀑布图按钮显示order-RPM地图作为一个瀑布。提高能见度,顺时针旋转图使用左旋转按钮三次。移动淘洗沙金的人之间的间隔5和7秒。

输入参数

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`x`- - - - - -输入信号
向量

输入信号,指定行或列向量。

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)指定一个正弦信号嵌入在高斯白噪声。

`fs`- - - - - -采样率
积极的标量

采样率,指定为一个积极的标量用赫兹。

`rpm`- - - - - -旋转的速度
向量的积极的价值观

旋转速度,指定为一个向量积极的值表示每分钟的转数。rpm必须有相同的长度吗x。

如果你有一个转速表脉冲信号,使用tachorpm提取rpm直接。
如果你没有一个转速表脉冲信号,使用rpmtrack提取rpm从振动信号。

例子:100:10:3000指定一个系统旋转最初在每分钟100转,跑到每分钟3000转10的增量。

`res`- - - - - -命令解析
(15×`fs`)/ (16×max (`rpm`))(默认)|积极的标量

为了解决order-RPM地图,指定为一个积极的标量。如果res没有指定,那么rpmordermap集到constant-samples-per-cycle信号的采样率除以256。如果重新取样输入信号不够长,然后整个重新取样信号长度来计算函数使用一个估计。

实际的决议从指定的值可能会略有不同。更多细节,请参阅算法。

数据类型:单|双

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:“规模”、“数据库”、“窗口”、“损害”指定的顺序图估计是按比例缩小的分贝和决定使用损害窗口。

`振幅`- - - - - -Order-RPM地图振幅
`“rms”`(默认)|`“高峰”`|`“权力”`

Order-RPM地图振幅,指定为逗号分隔组成的“振幅”其中一个“rms”,“高峰”,或“权力”。

“rms”——返回均方根振幅估计为每一个订单。
“高峰”——返回峰值振幅估计为每一个订单。
“权力”——返回功率估计为每一个订单。

`OverlapPercent`- - - - - -重叠相邻段之间的比例
50(默认)|标量从0到100

重叠相邻段之间的比例,指定为逗号分隔组成的“OverlapPercent”和一个标量从0到100。的值为0意味着相邻段不重叠。值100意味着相邻段转移的一个样本。比例较大的重叠产生流畅的地图,但增加了计算时间。看到算法为更多的信息。

数据类型:双|单

`规模`- - - - - -Order-RPM地图缩放
`“线性”`(默认)|`“数据库”`

Order-RPM地图缩放、指定为逗号分隔组成的“规模”,要么“线性”或“数据库”。

“线性”——返回一个线性缩放地图。
“数据库”——返回一个对数映射值用分贝表示。

`窗口`- - - - - -分析窗口
`“flattopwin”`(默认)|`“chebwin”`|`“汉明”`|`“损害”`|`“皇帝”`|`“rectwin”`

分析窗口中,指定为逗号分隔组成的“窗口”这些值之一:

“flattopwin”指定一个平顶窗口。看到flattopwin为更多的细节。
“chebwin”指定一个切比雪夫窗口。使用细胞数组指定的旁瓣衰减分贝。旁瓣衰减必须大于45分贝。如果没有指定,默认为100分贝。看到chebwin为更多的细节。
“汉明”指定一个汉明窗。看到汉明为更多的细节。
“损害”指定一个损害窗口。看到损害为更多的细节。
“皇帝”指定一个皇帝窗口。使用单元阵列来指定一个形状参数,β。形状参数必须是一个积极的标量。如果没有指定,默认为0.5。看到凯撒为更多的细节。
“rectwin”指定一个矩形窗口。看到rectwin为更多的细节。

例子:“窗口”、“chebwin”指定一个切比雪夫窗口旁瓣衰减的100分贝。

例子:“窗口”,{chebwin, 60}指定一个切比雪夫窗口的旁瓣衰减60分贝。

例子:“窗口”,“皇帝”指定一个Kaiser窗形状参数为0.5。

例子:“窗口”,{‘皇帝’,1}指定一个Kaiser窗形状参数为1。

数据类型:字符|字符串|细胞

输出参数

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`地图`——Order-RPM地图
矩阵

Order-RPM地图,作为一个矩阵返回。

`订单`——订单
向量

订单,作为一个向量返回。

`rpm`——旋转速度
向量

旋转速度,作为一个向量返回。

`时间`——时间瞬间
向量

瞬间的时间,作为一个向量返回。

`res`——订单决议
标量

分辨率,作为一个标量返回。

算法

顺序分析是研究振动旋转旋转而导致的系统本身。这些振动的频率往往与转速成比例。的比例常数订单。

转速通常是独立测量随时间变化在大多数实验条件。正确分析rotation-induced振动测量到的信号需要重新采样和插值实现恒定的每个周期的样本数量。通过这个过程,信号组件的频率恒定转速转化为常数的倍数音调。转换减少光谱的涂抹时发生频率随时间迅速变化的组件。

的rpmordermap函数执行这些步骤:

使用cumtrapz估计相位角的时间积分转速:

$ϕ (t) = \int_{0}^{t} \frac{RPM (τ)}{60} d τ 。$
使用重新取样upsample和低通滤波器的信号。这个步骤使函数插入nonsampled时间点无混叠的信号高频组件。rpmordermapupsamples信号的15倍。
使用interp1插入upsampled信号线性相位域到一个统一的网格。最高的访问顺序测量采样率是固定的,所达到的最高转速的系统:

$O_{马克斯} = \frac{f_{年代} / 2}{马克斯 (\frac{RPM}{60})} 。$

捕获这个最高阶准确,需要样本信号的两倍O_马克斯至少。为了更好的结果,rpmordermapoversamples通过一个额外的4倍。结果phase-domain采样率,f_p,是

$f_{p} = 4 \times 2 O_{马克斯} = 4 \times 2 \frac{f_{年代} / 2}{马克斯 (\frac{RPM}{60})} 。$

默认情况下,rpmordermap配置为计算order-RPM矩阵在目标分辨率的订单吗

$r = \frac{f_{p}}{256年} = \frac{4 \times 60}{256年} \frac{2 \times f_{年代} / 2}{马克斯 (RPM)} = \frac{15}{16} \frac{f_{年代}}{马克斯 (RPM)},$

但是你可以指定一个不同的使用价值res输入参数。
使用光谱图计算短时傅里叶变换)的插值信号。默认情况下,将信号划分为函数l样品与平顶段和windows的窗口。有

$N_{重叠} = 最小值 (⌈ \frac{p_{重叠}}{One hundred.} \times l ⌉, l - 1)$

样品之间的重叠相邻段,p_重叠指定使用“OverlapPercent”名称-值对,默认为50%。DFT长度设置为l。分辨率与采样率和区段长度有关

$r = \frac{f_{p}}{l} \times ENBW,$

在哪里ENBW窗口的等效噪声带宽,使用计算enbw。调整分辨率来区分紧密间隔的订单。小r需要更大的段的长度值。ENBW本身取决于l,所以l必须计算递归给吗r和f_p。由此产生的l值通常不是一个整数,所以rpmordermap轮使用装天花板。实际的订单解决从指定的目标价值可能略有不同。如果你需要实现一个给定的决议,确保你的信号有足够的样品。

RPM-vs的红点。-底部的互动情节rpmordermap窗口对应于每个窗口的部分的右边缘。蓝线的情节RPM信号绘制作为时间的函数:

引用

[1]布兰德,安德斯。噪音和振动分析:信号分析和实验过程。英国奇切斯特:约翰威利& Sons, 2011。

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R2015b

另请参阅

rpmordermap

语法

描述

例子

Order-RPM啁啾4订单的地图

Order-RPM直升机振动数据的地图

瀑布的情节Order-RPM地图

交互式Order-RPM地图

输入参数

x- - - - - -输入信号向量

fs- - - - - -采样率积极的标量

rpm- - - - - -旋转的速度向量的积极的价值观

res- - - - - -命令解析(15×fs)/ (16×max (rpm))(默认)|积极的标量

名称-值参数

振幅- - - - - -Order-RPM地图振幅“rms”(默认)|“高峰”|“权力”

OverlapPercent- - - - - -重叠相邻段之间的比例50(默认)|标量从0到100

规模- - - - - -Order-RPM地图缩放“线性”(默认)|“数据库”

窗口- - - - - -分析窗口“flattopwin”(默认)|“chebwin”|“汉明”|“损害”|“皇帝”|“rectwin”

输出参数

地图——Order-RPM地图矩阵

订单——订单向量

rpm——旋转速度向量

时间——时间瞬间向量

res——订单决议标量

算法

引用

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

另请参阅

`x`- - - - - -输入信号
向量

`fs`- - - - - -采样率
积极的标量

`rpm`- - - - - -旋转的速度
向量的积极的价值观

`res`- - - - - -命令解析
(15×`fs`)/ (16×max (`rpm`))(默认)|积极的标量

`振幅`- - - - - -Order-RPM地图振幅
`“rms”`(默认)|`“高峰”`|`“权力”`

`OverlapPercent`- - - - - -重叠相邻段之间的比例
50(默认)|标量从0到100

`规模`- - - - - -Order-RPM地图缩放
`“线性”`(默认)|`“数据库”`

`窗口`- - - - - -分析窗口
`“flattopwin”`(默认)|`“chebwin”`|`“汉明”`|`“损害”`|`“皇帝”`|`“rectwin”`

`地图`——Order-RPM地图
矩阵

`订单`——订单
向量

`rpm`——旋转速度
向量

`时间`——时间瞬间
向量

`res`——订单决议
标量

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。