Регулярный сигнал синхронного временем усредненного сигнала
Y = tsaregular(X,fs,rpm,orderList)Y = tsaregular(X,t,rpm,orderList)Y = tsaregular(XT,rpm,orderList)[Y,S] = tsaregular(___)___ = tsaregular(___,Name,Value)tsaregular(___)Y = tsaregular(X,fs,rpm,orderList)Y сигнала сигнального вектора синхронного временем усредненного (TSA) использование X, выбирающее уровень fs, скорость вращения rpm и порядки быть сохраненным orderList. Y вычисляется путем сохранения первичной частоты, компонентов в orderList и их соответствующих гармоник от X. Можно использовать Y, чтобы далее извлечь индикаторы состояния вращающегося машинного оборудования для прогнозирующего обслуживания. Например, извлечение индикатора FM0 от Y полезно в идентификации существенных изменений, таких как перелом зуба механизма или тяжелый износ в коробке передач.
___ = tsaregular(___, позволяет вам задавать дополнительные параметры с помощью одного или нескольких аргументов пары "имя-значение". Можно использовать этот синтаксис с любым из предыдущих аргументов ввода и вывода.Name,Value)
tsaregular(___) без выходных аргументов строит временной интервал и графики частотного диапазона необработанных и регулярных сигналов TSA.
Считайте ходовую часть с шестью механизмами управляемой двигателем, который оснащен датчиком вибрации, как изображено в фигуре ниже. Механизм 1 на вале двигателя сцепляется с механизмом 2 с передаточным отношением 17:1. Итоговое передаточное отношение, то есть, отношение между механизмами 1 и 2 и механизмами 3 и 4, 51:1. Механизм 5, также на вале двигателя, сцепляется с механизмом 6 с передаточным отношением 10:1. Двигатель вращается на уровне 180 об/мин, и уровень выборки датчика вибрации составляет 50 кГц. Чтобы сохранить сигнал, содержащий запутывающие компоненты механизмов 1 и 2, механизмы 3 и 4 и, вращение вала, задают свои передаточные отношения 17 и 51 в orderList. Компоненты сигнала, соответствующие вращению вала (порядок = 1), всегда неявно включаются в вычисление.
rpm = 180;
fs = 50e3;
t = (0:1/fs:(1/3)-1/fs)'; % sample times
orderList = [17 51];
f = rpm/60*[1 orderList];На практике вы использовали бы результаты измерений, такие как сигналы вибрации, полученные из акселерометра. В данном примере сгенерируйте сигнал TSA X, который является моделируемыми данными из датчика вибрации, смонтированного на двигателе.
X = sin(2*pi*f(1)*t) + sin(2*pi*2*f(1)*t) + ... % motor shaft rotation and harmonic 3*sin(2*pi*f(2)*t) + 3*sin(2*pi*2*f(2)*t) + ... % gear mesh vibration and harmonic for gears 1 and 2 4*sin(2*pi*f(3)*t) + 4*sin(2*pi*2*f(3)*t) + ... % gear mesh vibration and harmonic for gears 3 and 4 2*sin(2*pi*10*f(1)*t); % gear mesh vibration for gears 5 and 6
Вычислите регулярный сигнал сигнала TSA использование шага расчета, об/мин и порядков mesh, которые будут сохранены.
Y = tsaregular(X,t,rpm,orderList);
Вывод Y является вектором, содержащим все кроме сигнала mesh механизма и гармоник для механизмов 5 и 6.
Визуализируйте регулярный сигнал, необработанный сигнал TSA и их амплитудный спектр на графике.
tsaregular(X,fs,rpm,orderList)
Из амплитудного графика спектра наблюдайте следующие компоненты:
Сохраненный компонент в 17-м порядке и его гармоника в 34-м порядке
Второй сохраненный компонент в 51-м порядке и его гармоника в 102-м порядке
Отфильтрованные компоненты mesh для механизмов 5 и 6 в 10-м порядке
Сохраненный компонент вала в 1-х и 2-х порядках
Амплитуды на графике спектра совпадают с амплитудами отдельных сигналов
В этом примере sineWavePhaseMod.mat содержит данные модулируемой синусоиды фазы. XT является расписанием с данными о синусоиде, и используемый rpm составляет 60 об/мин. Синусоида имеет частоту 32 Гц и восстановить немодулируемую синусоиду, использовать 32 в качестве orderList.
Загрузите данные и необходимые переменные.
load('sineWavePhaseMod.mat','XT','rpm','orders') head(XT,4)
ans=4×2 timetable
Time Data
______________ _______
0 sec 0
0.00097656 sec 0.2011
0.0019531 sec 0.39399
0.0029297 sec 0.57078
Обратите внимание на то, что временные стоимости в XT строго увеличиваются, равноотстоящий, и конечный.
Вычислите регулярный сигнал и его амплитудный спектр. Установите значение 'Domain' к 'frequency', поскольку порядки находятся в Гц.
[Y,S] = tsaregular(XT,rpm,orders,'Domain','frequency')
Y=1024×2 timetable
Time Data
______________ __________
0 sec -2.552e-15
0.00097656 sec 0.14928
0.0019531 sec 0.29283
0.0029297 sec 0.42512
0.0039062 sec 0.54108
0.0048828 sec 0.63624
0.0058594 sec 0.70695
0.0068359 sec 0.75049
0.0078125 sec 0.7652
0.0087891 sec 0.75049
0.0097656 sec 0.70695
0.010742 sec 0.63624
0.011719 sec 0.54108
0.012695 sec 0.42512
0.013672 sec 0.29283
0.014648 sec 0.14928
⋮
S = 1024×1 complex
0.0201 + 0.0000i
0.0971 - 0.1713i
0.2639 + 0.0945i
0.0025 + 0.0029i
-0.0008 - 0.0043i
-0.0009 - 0.0036i
-0.0006 - 0.0033i
-0.0019 + 0.0077i
0.0120 + 0.0035i
-0.0052 - 0.0008i
⋮
Вывод Y является расписанием, которое содержит регулярный сигнал, то есть, немодулируемую синусоиду, в то время как S является вектором, который содержит амплитудный спектр регулярного Y сигнала.
В этом примере sineWaveAmpMod.mat содержит данные модулируемой синусоиды амплитуды. X является вектором с модулируемыми данными о синусоиде амплитуды, полученными на скорости вала 60 об/мин. Немодулируемая синусоида имеет частоту 32 Гц и амплитуду 1,0 модулей.
Загрузите данные и постройте регулярный сигнал модулируемого TSA амплитуды, сигнализируют о X. Чтобы сохранить немодулируемый сигнал, задайте частоту 32 Гц в orderList. Установите значение 'Domain' к 'frequency'.
load('sineWaveAmpMod.mat','X','t','rpm','orderList') tsaregular(X,t,rpm,orderList,'Domain','frequency');
Из графика наблюдайте форму волны и амплитудный спектр регулярных и необработанных сигналов, соответственно. Заметьте, что регулярный сигнал содержит немодулируемую синусоиду с амплитудой 1,0 модулей и частотой 32 Гц.
Regular Signal
Регулярный сигнал вычисляется из сигнала TSA путем сохранения следования из спектра сигнала:
Частота вала и ее гармоники
Частоты сцеплений механизма и их гармоники
Опционально, боковые полосы, заданные в 'NumSidebands' на частотах сцеплений механизма и их гармониках
tsaregular использует пропускную способность, равную временам скорости вала значение 'NumSidebands', вокруг частот интереса, чтобы вычислить Y из сигнала TSA. Регулярный сигнал связан с остаточным сигналом посредством уравнения . Если боковые полосы первого порядка сохраняются в регулярном сигнале, то, .
Amplitude Spectrum
Амплитудный спектр регулярного сигнала вычисляется можно следующим образом,
Здесь, Y является регулярным сигналом.
[1] Макфадден, P.D. "Исследование Метода для Раннего Обнаружения Отказа в Механизмах Обработкой сигналов Среднего значения области Времени Запутывающей Вибрации". Аэро Движение Технический Меморандум 434. Мельбурн, Австралия: Аэронавигационные Научно-исследовательские лаборатории, апрель 1986.
[2] Večeř, P., Марсель Крейдл и R. Šmíd. "Индикаторы состояния для Систем мониторинга Коробки передач". Протоколы Polytechnica 45.6 (2005), страницы 35-43.
[3] Zakrajsek, J. J. Таунсенд, D. P. и палубное судно, H. J. "Анализ методов обнаружения отказа механизма в применении к делающим ямки данным об отказе усталости". Технический меморандум 105950. НАСА, апрель 1993.
[4] Zakrajsek, Джеймс Дж. "Расследование механизма поймал в сети методы прогноза отказа". OH Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства Кливленд Научно-исследовательский центр Льюиса, 1989. № NASA-E-5049.