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rpmfreqmap
次数分析のための周波数-RPM マップ
構文
map = rpmfreqmap(x,fs,rpm)map = rpmfreqmap(x,fs,rpm,res)map = rpmfreqmap(___,Name,Value)[map,freq,rpm,time,res]
= rpmfreqmap(___)rpmfreqmap(___)説明
map = rpmfreqmap(___,Name,Value)Name,Value のペアを使用してオプションを指定します。
出力引数なしの rpmfreqmap(___) は、周波数マップを、回転速度および時間の関数として対話型 Figure 上にプロットします。このプロットは "キャンベル線図" としても知られています。
例
4 つの次数をもつチャープの周波数-RPM マップ
600 Hz で 5 秒間サンプリングされたシミュレーション信号を作成します。テスト中のシステムは、観察期間中に回転速度を 1 秒あたり 10 回転から 40 回転に上昇させます。
タコメーターの読み取り値を生成します。
fs = 600; t1 = 5; t = 0:1/fs:t1; f0 = 10; f1 = 40; rpm = 60*linspace(f0,f1,length(t));
信号は、1、0.5、4 および 6 の次数をもつ、調和的に関連した 4 つのチャープで構成されています。次数 4 のチャープの振幅は他のチャープの振幅の 2 倍です。チャープを生成するために、台形則を使用して位相を回転速度の積分で表します。
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);
信号の周波数-RPM マップを可視化します。
rpmfreqmap(x,fs,rpm)
ヘリコプターの振動データの周波数-RPM マップ
ヘリコプターのコクピットに設置された加速度計から取得したシミュレーション データを解析します。
ヘリコプターのデータを読み込みます。振動測定値 vib は、500 Hz のレートで 10 秒間サンプリングされています。データの調査から、データには線形トレンドがあることがわかります。トレンドを除去して、トレンドによる周波数推定の質の低下を防ぎます。
load('helidata.mat')
vib = detrend(vib);非線形 RPM プロファイルをプロットします。ローターは、最大回転速度である 1 分あたり 27,600 回転に達するまで回転数を上昇させ、その後降下させます。
plot(t,rpm) xlabel('Time (s)') ylabel('RPM')
周波数-RPM マップを計算します。2.5 Hz の分解能帯域幅を指定します。
[map,freq,rpmOut,time] = rpmfreqmap(vib,fs,rpm,2.5);
マップを可視化します。
imagesc(time,freq,map) ax = gca; ax.YDir = 'normal'; xlabel('Time (s)') ylabel('Frequency (Hz)')
より細かい分解能帯域幅を使用して計算を繰り返します。rpmfreqmap の組み込み機能を使用してマップをプロットします。周波数分解能を向上させると、時間分解能が低下します。
rpmfreqmap(vib,fs,rpm,1.5);
周波数-RPM マップのウォーターフォール プロット
2 つの線形チャープと 1 つの 2 次チャープ (すべて 600 Hz で 15 秒間サンプリング) で構成される信号を生成します。テスト期間中、信号を発生させるシステムは回転速度を 1 秒あたり 10 回転から 40 回転に上昇させます。
タコメーターの読み取り値を生成します。
fs = 600; t1 = 15; t = 0:1/fs:t1; f0 = 10; f1 = 40; rpm = 60*linspace(f0,f1,length(t));
線形チャープの次数は 1 および 2.5 です。次数 1 の成分の振幅は他の成分の振幅の半分です。2 次チャープは次数 6 から始まり、測定の最後にこの次数に戻ります。振幅は 0.8 です。この情報を使用して信号を作成します。
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');
信号の周波数-RPM マップを計算します。各測定セルのピーク振幅を使用します。6 Hz の分解能を指定します。フラット トップ ウィンドウを使用して、データにウィンドウを適用します。
[map,fr,rp] = rpmfreqmap(x,fs,rpm,6, ... 'Amplitude','peak','Window','flattopwin');
周波数-RPM マップをウォーターフォール プロットとして描画します。
[FR,RP] = meshgrid(fr,rp); waterfall(FR,RP,map') view(-6,60) xlabel('Frequency (Hz)') ylabel('RPM') zlabel('Amplitude')
対話型の周波数-RPM マップ
出力引数なしで rpmfreqmap を呼び出して、対話型の周波数-RPM マップをプロットします。
ヘリコプターのコクピットに設置された加速度計から取得したシミュレーション振動データを含むファイルを読み込みます。データは 500 Hz のレートで 10 秒間サンプリングされています。データの線形トレンドを除去します。rpmfreqmap を呼び出して、周波数-RPM マップの対話型プロットを生成します。2 Hz の周波数分解能を指定します。
load helidata.mat
rpmfreqmap(detrend(vib),fs,rpm,2)
Figure 内で十字カーソルを移動して、5 秒後の周波数 25 Hz の位置の RPM および RMS 振幅を特定します。
ツール バーの [X 軸ズーム] ボタン 
をクリックし、2 ～ 4 秒の時間領域を拡大します。下部のプロットにパナーが表示されます。
ツール バーの [ウォータフォール プロット] ボタン 
をクリックし、周波数-RPM マップをウォーターフォール プロットとして表示します。可視性を向上させるため、[左に回転] ボタン 
を 3 回使用してプロットを時計回りに回転させます。4 ～ 6 秒の区間にパナーを移動します。
入力引数
出力引数
参照
[1] Brandt, Anders. Noise and Vibration Analysis: Signal Analysis and Experimental Procedures. Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2011.
参考
orderspectrum | ordertrack | orderwaveform | rpmordermap | rpmtrack | spectrogram | tachorpm
