主要内容

运输安全管理局

Time-synchronous信号平均

折叠所有页面

语法

ta = tsa (x, fs, tp)
ta = tsa (x, t, tp)
ta = tsa (xt, tp)
ta = tsa (＿＿＿、名称、值)
(助教,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，以一定速率采样fs，上指定的脉冲时间tp．

助教= tsa (x，t，tp）的时间同步平均数x采样时的值存储在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-值对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表脉冲数，或者选择在时域或频域对信号进行平均。

［助教，t，p，rpm) = tsa (＿＿＿）同样的回报t，对应的采样时间向量助教；一个向量p阶段的值;和rpm，对应的恒定转速(每分钟转数)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

全部折叠

打开生活的脚本

计算一个噪声正弦信号的时间同步平均。

产生一个信号组成的正弦嵌入在白色高斯噪声。信号以500hz采样20秒。指定一个正弦波频率为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;情节(t, y) xlim ([0 1 / f0])

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个类型为line的对象。

计算信号的时间同步平均。对于同步信号，使用一组与正弦信号周期相同的脉冲。使用运输安全管理局没有显示结果的输出参数。

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

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的轴对象包含200个line类型的对象。

打开生活的脚本

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

fs = 1 e3;t = 0:1 / fs: 2;x = exp (2 * t”)。*唧唧声(t ', 2, 1, 28日“二次”）;情节(t, x)

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个类型为line的对象。

使用时间向量创建一个持续时间数组。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。

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“时间同步平均信号”的轴对象包含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。示例时间存储在持续时间数组中。

[股上扬,xt, xp, xrpm] = tsa (tx, lc);谁x *
名称大小字节类属性x 2001x1 16008 double xp 9x1 1135时间表xrpm 1x1 8 double xt 9x1 74 duration xta 9x1 1133时间表

将持续时间数组转换为datetime向量。建立一个时间表使用datetime矢量和信号。计算时间同步平均值，但现在是15次旋转的平均值。

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，即使输入时间表使用datetime向量。

dtb = datetime (datevec (ts));德勤=时间表(防晒霜,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的轴对象包含5个类型为line的对象。

[dta, dt, dp, drpm] = tsa(德勤、lc、“NumRotations”、nr);谁d *
名称大小字节类属性dp 135x1 3151时刻表drpm 1x1 8 double dt 135x1 1082 duration dta 135x1 3149时刻表dtb 2001x1 32016 datetime dtt 2001x1 49001时间表
打开生活的脚本

计算风扇叶片在关闭后减速时的时间同步平均。

办公桌上2400转的风扇被关闭。空气阻力(来自轴承摩擦的微不足道的贡献)导致风扇转子在大约5秒内停止。一台高速摄像机测量x-坐标的一个风扇叶片的速率为1khz。

fs = 1000;t = 0:1 / fs: 5 - 1 / f;rpm0 = 2400;

将风扇叶片理想化为以10厘米半径绕转子中心旋转的质点。叶片受到的阻力与速度成正比，相位角的表达式如下:

ϕ ＝ 2 π f 0 T （ 1 - e - t / T ） ，

在哪里 f 0 初始频率是和吗 T ＝ 0 ． 75 二是衰变时间。

一个= 0.1;f0 = rpm0/60;T = 0.75;φ= 2 *π* f0 * T * (1-exp (T / T));

计算并绘制x -和y坐标。加入白色高斯噪声。

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

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。

确定同步信号。使用tachorpm函数查找脉冲时间。限制搜索时间在2.5秒之前。绘制旋转速度图，观察其指数衰减。

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

图中包含2个轴对象。轴对象1标题为转速计信号包含4个类型为线的对象。这些对象表示检测到的脉冲，状态级别。标题为RPM信号的轴对象2包含2个类型为line的对象。这些对象代表RPM信号，脉冲的RPM。

计算和绘制时间同步平均信号，它对应一个正弦周期。在频域进行平均。

clf tsa (x, fs, tp,“方法”，fft的）

图中包含一个轴对象。标题为Time-Synchronous Average Signal的轴对象包含29个line类型的对象。

输入参数

全部折叠

输入信号，指定为向量。

例子:因为(π/ 4 * (0:159))+ randn (1160)是一个单通道行向量信号。

数据类型:单|双

采样率，指定为一个正标量。

数据类型:单|双

脉冲时间，指定为标量或矢量。

  • 标量—旋转发生的固定时间间隔。

  • 矢量-非负的，严格递增的定义恒定旋转相位的瞬间。

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

采样时间，指定为向量a持续时间标量或持续时间数组中。

  • 的连续样本之间的时间间隔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时间和只有一个由向量组成的变量。

如果一个时间表有缺失或重复的时间点，你可以使用提示来修正它清除时间表缺失，重复，或不一致的时间．

例子:时间表(秒(0:4)”,randn (2))指定一个双通道的随机变量，采样频率为1hz，采样时间为4秒。

数据类型:单|双

名称-值参数

指定可选的逗号分隔的对名称,值参数。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,…,的家．

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

插值方案，指定为逗号分隔对，由“InterpMethod”其中一个价值观是:

  • “线性”—在时域内进行线性插值和平均。

  • 样条的—执行三次样条插值和时域平均。

  • “pchip”—执行分段三次Hermite插值和时域平均。

  • fft的—频域平均。

轴的转动数助教，指定为逗号分隔的对，由“NumRotations”一个正整数标量。

数据类型:单|双

每轴旋转的时间瞬间数，指定为逗号分隔对组成“PulsesPerRotation”一个正标量。

数据类型:单|双

用来增加采样率的因子，指定为由逗号分隔的对组成“ResampleFactor”一个正整数标量。

数据类型:单|双

输出参数

全部折叠

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

  • 如果输入的时间表将时间值存储为持续时间数组，然后是助教也是一个持续时间数组中。

  • 如果输入的时间表将时间值存储为datetime数组，然后是助教是一个持续时间以秒为单位的数组。

样本时间，返回为向量或持续时间数组中。

  • 如果输入运输安全管理局是否将时间值存储为a的时间表持续时间数组,然后t格式与输入的时间值相同。

  • 如果输入运输安全管理局是否将时间值存储为a的时间表datetime数组,然后t是一个持续时间以秒为单位的向量。

  • 如果输入运输安全管理局是数字向量和输入样本相乘吗t存储在持续时间标量或持续时间数组,然后t是一个持续时间具有与输入相同单位的数组t．

阶段值，以转数表示的矢量或时间表返回。

如果输入运输安全管理局那么，有时间表吗p也是一个时间表。p和的时间值相同吗助教．

恒定的转速，返回以每分钟转数表示的标量。

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. 根据转速表脉冲和指定的值确定周期开始和结束时间“PulsesPerRotation”．

  2. 根据指定的值对输入信号重新采样“ResampleFactor”．

  3. 基于指定的选项对重新采样的信号进行平均“方法”．

    • 如果“方法”被设置为fft的功能:

      1. 将信号分解成相应于不同周期的段。

      2. 计算每个分段的离散傅里叶变换。

      3. 截断较长的转换，使所有转换具有相同的长度。

      4. 平均光谱。

      5. 计算平均值的离散傅里叶反变换，将其转换为时域。

    • 如果“方法”为其中一种时域方法，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中。

      2. 根据指定的值连接重采样的信号段“NumRotations”．

      3. 计算所有分段的平均值。

参考文献

[1] Bechhoefer, Eric和Michael Kingsley。《时间同步平均算法综述》。预后和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

另请参阅

主题

介绍了R2017b

信号处理工具箱文档

万博1manbetx

基于MATLAB的信号处理深度学习

基于MATLAB的信号处理深度学习

下载白皮书