faultBands

Сгенерируйте полосы частот отказа для спектральных редукций данных

Описание

пример

FB = faultBands(F0,N0) генерирует полосы частот отказов FB, с использованием основной частоты интереса F0 и массив гармоник N0. Для образца, чтобы создать полосы отказов для асинхронного двигателя, частота сети 60 Гц является основной частотой интереса.

пример

FB = faultBands(F0,N0,F1,N1) создает полосы частот отказов FB, используя расстояние первой боковой полосы F1 от основной частотной F0. N1 - массив боковых полос вокруг F0. Если F1 не задан, тогда faultBands устанавливает F1 до 10 процентов F0 по умолчанию. N1 эквивалентно 'Sidebands'пара "имя-значение". Можно использовать 'Type'пара "имя-значение" для задания разделения между последовательными боковыми полосами.

пример

___ = faultBands(___,Name,Value) позволяет вам задать дополнительные параметры, используя один или несколько аргументы пары "имя-значение".

пример

[FB,info] = faultBands(___) также возвращает структуру info содержит информацию о сгенерированных полосах частот отказа FB.

пример

faultBands(___) без выходных аргументов строит столбчатую диаграмму сгенерированных полос частот отказа FB.

Примеры

свернуть все

В данном примере сгенерируйте полосы частот для анализа компонентов сигнала вокруг первых 5 гармоник частоты питания сети.

При основной частоте 60 Гц, частоте переменного тока в источнике степени сети используйте faultBands чтобы сгенерировать первые 5 гармоник питания сети.

F0 = 60;
N0 = 1:5;
FB = faultBands(F0,N0)
FB = 5×2

   58.5000   61.5000
  118.5000  121.5000
  178.5000  181.5000
  238.5000  241.5000
  298.5000  301.5000

FB возвращается как массив 5x2 с шириной полосы частот по умолчанию 5% от F0 что составляет 3 Гц. Первый столбец в FB содержит значения F-W2, в то время как второй столбец содержит все значения F+W2 для каждой гармоники.

В данном примере рассмотрим асинхронный двигатель с сломанными стержнями ротора. При нормальной операции с нагрузкой скорость ротора всегда отстает от скорости магнитного поля, позволяя стержням ротора срезать магнитные линии силы и создавать полезный крутящий момент. Это различие называется скольжением. Учитывая значение скольжения 0,03 в системе со сломанными роторами, создайте полосы частот для компонентов боковой полосы вокруг основной частоты 60 Гц.

F0 = 60;
N0 = 1:2;
slip = 0.03;
F1 = 2*slip*F0;
N1 = 1:3;
[FB,info] = faultBands(F0,N0,F1,N1)
FB = 12×2

   47.7000   50.7000
   51.3000   54.3000
   54.9000   57.9000
   62.1000   65.1000
   65.7000   68.7000
   69.3000   72.3000
  107.7000  110.7000
  111.3000  114.3000
  114.9000  117.9000
  122.1000  125.1000
      ⋮

info = struct with fields:
           Centers: [1x12 double]
            Labels: [1x12 string]
    HarmonicGroups: [1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2]

Создайте полосы частот для анализа компонентов сигнала вокруг первых трех гармоник частоты питания электрической сети.

При основной частоте 60 Гц переменный ток в источнике степени сети используйте faultBands визуализировать первые 3 гармоники питания сети.

F0 = 60;
N0 = 1:3;
faultBands(F0,N0)

Figure contains an axes. The axes with title Fault Frequency Bands contains 6 objects of type patch, text.

На графике наблюдайте следующее:

  • Основная частота, которая также является первой гармоникой, 1F0 при 60 Гц

  • Вторая гармоника, 2F0 при 120 Гц

  • Третья гармоника, 3F0 при 180 Гц

Чтобы лучше захватить ожидаемые изменения фактических системных сигналов вокруг номинальных частот отказа, установите ширины каждой полосы значений 10 Гц.

faultBands(F0,N0,'Width',10)

Figure contains an axes. The axes with title Fault Frequency Bands contains 6 objects of type patch, text.

В данном примере рассмотрим асинхронный двигатель с статическими и динамическими эксцентриситетами ротора. Построение и визуализация полос частот для 4 боковых полосных компонентов асинхронного двигателя с 4 парами полюсов вокруг основной частоты из-за эксцентриситетов ротора.

F0 = 60;
N0 = 1;
slip = 0.029;
polePairs = 4;
F1 = 2*F0*(1-slip)/polePairs
F1 = 29.1300
N1 = 0:4;
faultBands(F0,N0,F1,N1)
Warning: Truncated or removed negative fault frequency bands.

Figure contains an axes. The axes with title Fault Frequency Bands contains 14 objects of type patch, text.

Чтобы избежать усечения отрицательных полос частот отказа, установите 'Folding'to true чтобы сложить их на положительную ось частоты.

faultBands(F0,N0,F1,N1,'Folding',true)

Figure contains an axes. The axes with title Fault Frequency Bands contains 18 objects of type patch, text.

Заметьте, что частоты боковой полосы 1F0-3F1 и 1F0-4F1 теперь видны на положительной оси.

Входные параметры

свернуть все

Основная интересующая частота, заданная как положительная скалярная величина. faultBands создает полосы частот отказа вокруг основной частоты F0. Для образца, чтобы создать полосы отказов для неисправного асинхронного двигателя, частота сети 60 Гц является основной частотой, представляющей интерес. Точно так же, чтобы сгенерировать полосы отказов для неисправного train передачи, вход частота вала является основной частотой.

Можно задать F0 в герце или порядках.

Гармоники основной частоты, заданные как вектор положительных целых чисел. Задайте полосы отказов вокруг основной частоты F0 и его гармоники по N0. N0 эквивалентно 'Harmonics'пара "имя-значение" со значением по умолчанию 1.

Расстояние первой боковой полосы от основной частоты, заданное как положительная скалярная величина. Если F1 не задан, тогда faultBands принимает значение 10 процентов от основной частоты для F1.

Боковые полосы основной частоты и ее гармоники, заданные как вектор неотрицательных целых чисел. N1 эквивалентно 'Sidebands'пара "имя-значение" со значением по умолчанию 0.

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: ...,'Harmonics',[1,3,5]

Гармоники основной частоты, которая будет включена, задаются как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Harmonics'и вектор положительных целых чисел. Значение по умолчанию является 1. Задайте 'Harmonics'когда вы хотите создать полосы частот с больше гармоник основной частоты.

Боковые полосы вокруг основной частоты и ее гармоник, которые будут включены, заданы как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Sidebands'и вектор неотрицательных целых чисел. Значение по умолчанию 0. Задайте 'Sidebands'когда вы хотите создать полосы частот с боковыми полосами вокруг основной частоты и ее гармоник.

Ширина полос частот с центром на номинальных частотах отказа, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Width'и положительный скаляр. Значение по умолчанию является 5 процентами от основной частоты. Избегайте задавать 'Width'с большим значением, чтобы полосы отказов не перекрывались.

Значение разделения между последовательными боковыми полосами, заданное как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Type'и любой из них 'additive' или 'multiplicative'. Задайте 'Type'as:

  • 'additive', чтобы установить разделение между последовательными боковыми полосами равным F1.

  • 'multiplicative', чтобы задать разделение между последовательными боковыми полосами, пропорциональное как гармоническому порядку, так и значению боковой полосы.

Логическое значение, определяющее, должны ли отрицательные номинальные частоты отказа складываться вокруг источника частоты, задается как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Folding'и любой из них true или false. Если вы задаете 'Folding'to true, затем faultBands складывает отрицательные номинальные частоты отказа относительно источника частоты путем взятия их абсолютных значений таким образом, чтобы сложенные полосы отказов всегда падали в положительных частотных интервалах. Сложенные полосы отказов вычисляются как [max(0, |F|W2), |F|+W2], где W является 'Width'пара "имя-значение" и F является одной из номинальных частот отказа.

Выходные аргументы

свернуть все

Полосы частот отказа, возвращенные как Nx2 массив, где N - количество частот отказа. FB возвращается в тех же модулях, что и F0, в Герце или порядках. Сгенерированные полосы отказов, [FW2, F+W2], центрируются в зависимости от спецификации боковой полосы следующим образом:

  • Если вы не задаете боковые полосы, то полосы отказов центрируются F=n0F0, где целое число n0 области значений через элементы массива гармоник, N0.

  • Если вы задаете боковые полосы используя N1 или 'Sidebands'пара "имя-значение", затем полосы отказов центрируются в:

    • F=n0F0±n1F1, когда 'Type'задается как 'additive'. Здесь целое число n1 области значений через элементы массива боковых полос, N1.

    • F=n0(F0±n1F1), когда 'Type'задается как 'multiplicative'.

Информация о полосах частот отказа в FB, возвращенный как структура со следующими полями:

  • Centers - Частоты центральных отказов

  • Labels - Метки, описывающие каждую частоту

  • HarmonicGroups - Номера гармонических групп, равные гармоническому порядку каждой полосы частот, чтобы иметь возможность идентифицировать полосы отказов, сопоставленные с номинальной частотой отказа F=n0F0, где целое число n0 области значений через элементы массива гармоник, N0

Введенный в R2019b