Создайте имитированный сигнал, дискретизированный на частоте 600 Гц в течение 5 секунд. Система, которая тестируется, увеличивает скорость вращения с 10 до 40 оборотов в секунду в течение периода наблюдения.

Сгенерируйте показания тахометра.

fs = 600;
t1 = 5;
t = 0:1/fs:t1;

f0 = 10;
f1 = 40;
rpm = 60*linspace(f0,f1,length(t));

Сигнал состоит из четырех гармонически связанных щебета с порядками 1 , 0.5 , 4 и 6. Щебет порядка 4 имеет удвоенную амплитуду остальных. Чтобы сгенерировать щебет, используйте метод трапеций, чтобы выразить фазу как интеграл скорости вращения.

o1 = 1;
o2 = 0.5;
o3 = 4;
o4 = 6;

ph = 2*pi*cumtrapz(rpm/60)/fs;

x = [1 1 2 1]*cos([o1 o2 o3 o4]'*ph);

Визуализируйте карту частота-об/мин сигнала.

rpmfreqmap(x,fs,rpm)

Анализ моделируемых данных с акселерометра, размещенного в кабине вертолета.

Загрузите данные вертолета. Вибрационные измерения, vib, отбираются со скоростью 500 Гц в течение 10 секунд. Проверка данных показывает, что она имеет линейный тренд. Удалите тренд, чтобы предотвратить его ухудшение качества оценки частоты.

load('helidata.mat')

vib = detrend(vib);

Постройте график нелинейного профиля скорости вращения. Ротор поднимается до тех пор, пока не достигнет максимальной скорости вращения около 27 600 оборотов в минуту, а затем прибегает вниз.

plot(t,rpm)
xlabel('Time (s)')
ylabel('RPM')

Вычислите карту частота-об/мин. Задайте пропускную способность разрешения 2,5 Гц.

[map,freq,rpmOut,time] = rpmfreqmap(vib,fs,rpm,2.5);

Визуализируйте карту.

imagesc(time,freq,map)
ax = gca;
ax.YDir = 'normal';
xlabel('Time (s)')
ylabel('Frequency (Hz)')

Повторите расчет с помощью более мелкой полосы разрешения. Постройте график карты с помощью встроенной функциональности rpmfreqmap. Усиление разрешения частоты происходит за счет временного разрешения.

rpmfreqmap(vib,fs,rpm,1.5);

Сгенерируйте сигнал, который состоит из двух линейных щебета и квадратичного щебета, все дискретизированные на частоте 600 Гц в течение 15 секунд. Система, которая производит сигнал, увеличивает его скорость вращения с 10 до 40 оборотов в секунду в течение периода проверки.

Сгенерируйте показания тахометра.

fs = 600;
t1 = 15;
t = 0:1/fs:t1;

f0 = 10;
f1 = 40;
rpm = 60*linspace(f0,f1,length(t));

Линейные щебеты имеют порядки 1 и 2.5. Компонент с порядком 1 имеет половину амплитуды другого. Квадратичный щебет начинается с порядка 6 и возвращается к этому порядку в конце измерения. Его амплитуда составляет 0,8. Создайте сигнал с помощью этой информации.

o1 = 1;
o2 = 2.5;
o6 = 6;

x = 0.5*chirp(t,o1*f0,t1,o1*f1)+chirp(t,o2*f0,t1,o2*f1) + ...
    0.8*chirp(t,o6*f0,t1,o6*f1,'quadratic');

Вычислите карту частота-об/мин сигнала. Используйте пиковую амплитуду в каждой камере измерения. Задайте разрешение 6 Гц. Отобразите данные в плоском верхнем окне.

[map,fr,rp] = rpmfreqmap(x,fs,rpm,6, ...
    'Amplitude','peak','Window','flattopwin');

Нарисуйте карту частота-об/мин как график водопада.

[FR,RP] = meshgrid(fr,rp);
waterfall(FR,RP,map')

view(-6,60)
xlabel('Frequency (Hz)')
ylabel('RPM')
zlabel('Amplitude')

Постройте интерактивную карту частота-об/мин путем вызова rpmfreqmap без выходных аргументов.

load helidata.mat
rpmfreqmap(detrend(vib),fs,rpm,2)