Exponenta Banner

gearMeshFaultBands

Создайте диапазоны частот вокруг характеристических частот отказа запутывающих механизмов для спектрального извлечения признаков

свернуть все на странице

Синтаксис

FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB = gearMeshFaultBands(___,Name,Value)
[FB,info] = gearMeshFaultBands(___)
gearMeshFaultBands(___)

Описание

пример

FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No) генерирует характеристические диапазоны частот отказа FB из mesh механизма с помощью скорости вращения входного механизма FR и количество зубов на входе Ni и выходной механизм No соответственно. Значения в FB имейте те же неявные модули как FR

пример

FB = gearMeshFaultBands(___,Name,Value) позволяет вам задавать дополнительные параметры с помощью одного или нескольких аргументов пары "имя-значение".

пример

[FB,info] = gearMeshFaultBands(___) также возвращает структуру info содержа информацию о сгенерированных диапазонах частот отказа FB.

пример

gearMeshFaultBands(___) без выходных аргументов строит столбчатую диаграмму сгенерированных диапазонов частот отказа FB.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

В данном примере рассмотрите простой набор механизма с 8-зубой шестерней на входном вале, сцепляющемся с 42-зубым цилиндрическим механизмом на выходном вале. Примите, что входной вал вращается на уровне 20 об/мин. Создайте диапазоны частот mesh механизма с помощью физических характеристик набора механизма.

Ni = 8;
No = 42;
FR = 20;
[FB,info] = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB = 5×2

   19.0000   21.0000
    2.8095    4.8095
   79.0000   81.0000
  159.0000  161.0000
  159.0000  161.0000


info = struct with fields:
        Centers: [20 3.8095 80 160 160]
         Labels: ["1Fi"    "1Fo"    "1Fa"    "1Fm"    "1Fm"]
    FaultGroups: [1 2 3 4 5]

FB 5x2 массив, который включает первичные частоты 1Fi, 1Fo, 1Fa и 1Fm соответственно. Информация о структуре содержит центральные частоты и метки каждого частотного диапазона в FB.

Скрипт Open Live Script

В данном примере рассмотрите простой набор механизма с 8-зубой шестерней на входном вале, сцепляющемся с 42-зубым цилиндрическим механизмом на выходном вале. Примите, что входной вал управляется на уровне 20 Гц. Набор данных motorSignal.mat содержит данные о вибрации для mesh механизма, произведенной на уровне 1 500 Гц.

Во-первых, создайте диапазоны частот mesh механизма с помощью физических характеристик набора механизма. Создайте диапазоны частот с первыми 3 боковыми полосами.

Ni = 8;
No = 42;
FR = 20;
FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No,'Sidebands',1:3)
FB = 15×2

   19.0000   21.0000
    2.8095    4.8095
   79.0000   81.0000
   99.0000  101.0000
  119.0000  121.0000
  139.0000  141.0000
  179.0000  181.0000
  199.0000  201.0000
  219.0000  221.0000
  147.5714  149.5714
      ⋮

FB 15x2 массив, который включает первичные частоты и их боковые полосы.

Загрузите данные о вибрации и вычислите PSD и сетку частоты с помощью pspectrum. Используйте разрешение частоты 0,5.

load('motorSignal.mat','C');
fs = 1500;
[psd,freqGrid] = pspectrum(C,fs,'FrequencyResolution',0.5);

Теперь используйте диапазоны частот и данные PSD, чтобы вычислить спектральные метрики. 

spectralMetrics = faultBandMetrics(psd,freqGrid,FB)
spectralMetrics=1×46 table
    PeakAmplitude1    PeakFrequency1    BandPower1    PeakAmplitude2    PeakFrequency2    BandPower2    PeakAmplitude3    PeakFrequency3    BandPower3    PeakAmplitude4    PeakFrequency4    BandPower4    PeakAmplitude5    PeakFrequency5    BandPower5    PeakAmplitude6    PeakFrequency6    BandPower6    PeakAmplitude7    PeakFrequency7    BandPower7    PeakAmplitude8    PeakFrequency8    BandPower8    PeakAmplitude9    PeakFrequency9    BandPower9    PeakAmplitude10    PeakFrequency10    BandPower10    PeakAmplitude11    PeakFrequency11    BandPower11    PeakAmplitude12    PeakFrequency12    BandPower12    PeakAmplitude13    PeakFrequency13    BandPower13    PeakAmplitude14    PeakFrequency14    BandPower14    PeakAmplitude15    PeakFrequency15    BandPower15    TotalBandPower
    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    ______________

      0.0054125             19          0.0051216        0.55167             4.25          0.41848        0.0022699             81          0.0029792       0.0012756           99.438        0.0019134       0.0023457           119.25        0.0032812       0.0030216           139.75        0.0036398       0.0015424           180.06        0.0021249       0.0023163           200.81        0.0029269        0.013511            221           0.012079        0.0037697           148.06          0.003914         0.0020528           151.56          0.0025637        0.0021721            156.5          0.0022927        0.0020822           162.81          0.0015729        0.0015305           168.25          0.001575         0.0010234           170.44          0.0013135        0.46577

spectralMetrics 1x46 таблица с пиковой амплитудой, пиковой частотой и мощностью полосы, вычисленной для каждого частотного диапазона в FB. Последний столбец в spectralMetrics общая мощность полосы, вычисленная через все 15 частот в FB.

Скрипт Open Live Script

В данном примере рассмотрите простой набор шестерни и механизма с входной скоростью вала 1 800 об/мин. Полагание, что шестерня на входном вале имеет 6 зубов и механизм на выходном вале, имеет 8 зубов, визуализируйте диапазоны частот для mesh механизма.

FR = 1800;
Ni = 6;
No = 8;
gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)

Figure contains an axes object. The axes object with title Fault Frequency Bands contains 10 objects of type patch, text.

Из графика наблюдайте следующее:

  • Выведите частоту дефекта вала, 1Fo на уровне 1 350 Гц

  • Введите частоту дефекта вала, 1Fi на уровне 1 800 Гц

  • Частота дефекта фазы Assembly, 1Fa на уровне 5 400 Гц

  • Частота дефекта mesh механизма, 1Fm на уровне 10 800 Гц

Входные параметры

свернуть все

Скорость вращения входного механизма в виде положительной скалярной величины. FR основная частота вокруг который gearMeshFaultBands генерирует диапазоны частот отказа. Задайте FR или в Герц или в оборотах в минуту.

Количество зубов на входном механизме в виде положительного целого числа.

Количество зубов на выходном механизме в виде положительного целого числа.

Аргументы name-value

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: ...,'Harmonics',[1,3,5]

Гармоники основной частоты, которая будет включена в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Harmonics'и вектор из положительных целых чисел. Значение по умолчанию равняется 1. Задайте 'Harmonics'когда это необходимо, чтобы создать диапазоны частот с большим количеством гармоник основной частоты.

Боковые полосы вокруг основной частоты и ее гармоник, которые будут включены в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Sidebands'и вектор из неотрицательных целых чисел. Значение по умолчанию 0. Задайте 'Sidebands'когда это необходимо, чтобы создать диапазоны частот с боковыми полосами вокруг основной частоты и ее гармоник.

Ширина диапазонов частот, сосредоточенных на номинальных частотах отказа в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Width'и положительная скалярная величина. Значение по умолчанию составляет 10 процентов основной частоты. Постарайтесь не задавать 'Width'с большим значением так, чтобы полосы отказа не перекрывались.

Единицы частот полосы отказа в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Domain'и любой 'frequency' или 'order'. Выбор:

  • 'frequency' если вы хотите FB быть возвращенным в тех же модулях как FR.

  • 'order' если вы хотите FB быть возвращенным как количество вращений относительно FR.

Логическое значение, задающее, должны ли отрицательные номинальные частоты отказа быть свернуты вокруг начала координат частоты в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Folding'и любой true или false. Если вы устанавливаете 'Folding'к true, затем faultBands сворачивает отрицательные номинальные частоты отказа вокруг начала координат частоты путем принятия их абсолютные значения, таким образом, что свернутые полосы отказа всегда падают в положительных интервалах частоты. Свернутые полосы отказа вычисляются как [max(0, |F|−W2), |F|+W2], где W 'Width'пара "имя-значение" и F одна из номинальных частот отказа.

Выходные аргументы

свернуть все

Диапазоны частот отказа, возвращенные как Nx2 массив, где N количество частот отказа. FB возвращен в тех же модулях как FR, или в Герц или в порядках. Используйте сгенерированные диапазоны частот отказа, чтобы извлечь спектральное метрическое использование faultBandMetrics. Сгенерированные полосы отказа, [F−W2, F+W2], сосредоточены на характеристических дефектных частотах и их гармониках и боковых полосах для:

  • Введите частоту дефекта вала, Fi

  • Выведите частоту дефекта вала, Fo

  • Частота дефекта mesh механизма, Fm

  • Фаза Assembly передает дефектную частоту, Fa

Когда вы задаете боковые полосы, gearMeshFaultBands вычисляет боковые полосы относительно частот дефекта вала ввода и вывода:

  • Диапазоны частот отказа для входного механизма дезертируют с его гармониками и первой боковой полосой в Fi

  • Диапазоны частот отказа для выходного механизма дезертируют с его гармониками и первой боковой полосой в Fo

gearMeshFaultBands обрезает отрицательные диапазоны частот отказа автоматически и генерирует предупреждающее сообщение.

Значение W ширина диапазонов частот, которые можно задать использование 'Width'пара "имя-значение".

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

  • Centers — Центральные частоты отказа

  • Labels — Метки, описывающие каждую частоту

  • FaultGroups — Числа группы отказа равняются количеству частот

Алгоритмы

gearMeshFaultBands вычисляет различные характеристические частоты отказа можно следующим образом:

  • Введите частоту дефекта вала, Fi=FR

  • Выведите частоту дефекта вала, Fo=NiNoFR

  • Частота дефекта mesh механизма, Fm=NiFR=NoFo

  • Фаза Assembly передает дефектную частоту,Fa=Fmgcd(Ni,No)

Ссылки

[1] Ленг, Джордж Фокс. “Геометрия S&V 101”. Звук и Вибрация 33 (1999): 16-26.

Смотрите также

| | |

Темы

Введенный в R2019b

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка