COT算法中两个关键步骤是等角度采样样本时间的计算和等角度重采样,对于前面一个,HP公司的Potter提出了二次多项式方法(这个应该算是最早的方法),后来有学者对这一方法进行了改进,包括加权最小二乘拟合、分段样条拟合等等,但是所有这些方法最大的不足就是计算耗时,满足不了实时分析需求。伟博测控采用一种新的分析算法,其运算效率是Potter方法的100倍以上,并且随着运算数据量的增加,优势更加明显,这也就是伟博测控COT算法可以应用于实时分析的原因之一。
下面为一模拟信号的分析比较结果
1、模拟信号
%模拟产生变转速振动信号和键相信号
clc;
clear;
fs=4096*8; %采样频率
Ls=fs*16; %样本数
t0 =0:1/fs:(Ls-1)/fs;
t1=t0(length(t0));
f0=5; %起始频率
f1=30; %终止频率
x_1x = 1*chirp(t0,f0,t1,f1,[],280); %一倍频信号
x_5x = 0.65*chirp(t0,0.5*f0,t1,0.5*f1,[],115); %0.5倍频信号
x_2x = 0.75*chirp(t0,2*f0,t1,2*f1,[],20); %2倍频信号
x_noise=0.15*rand(1,length(x_1x)); %噪声
%x_noise= wgn(length(x_1x),1,0);
x=x_1x+x_2x+x_5x;%+x_noise; %合成信号
%x=x_1x;
[maxtab, mintab] = peakdet(x_1x, 0.5); %通过基频信号(相当于转轴信号)检波,模拟后面的键相信号
t=maxtab(:,1)';
tacho=zeros(1,Ls);
tacho(t)=1; %模拟键相信号,假定1为键相脉冲位置
tacho(t+1)=1;
2、计算时间比较
Potter的二次多项式方法耗时为3.9325秒
伟博测控的方法耗时为0.0256
两者相差153.4317倍,如果将样本数改为Ls=fs*8,两者相差71.6241倍
3、算法效果比较
1)2种方法得到等角度样本时间比较
2、2种方法的时间差
3、2种方法得到的等角度信号
4、伟博测控得到的阶比谱与真实信号阶比谱比较(红色为真实信号,下同)
5、Potter方法得到的阶比谱与真实信号阶比谱比较