JP5349980B2 - Signal processing apparatus, signal processing apparatus control method, and signal processing apparatus control program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tachometer capable of improving following properties of a rotary primary peak and accurately detecting a varying rotational speed with an improved response, to provide a method of controlling the tachometer, and to provide a control program for the tachometer. <P>SOLUTION: A signal processor includes: an FFT (Fast Fourier Transformation) operation means (12a) for performing Fast Fourier Transformation to input signal; a determination means (12b) for determining whether a storage means (16) stores peak spectrum data; a searching means (12d) for searching spectrum data; and a searching means (12e) for searching spectrum data having a frequency nearly n times larger than that of spectrum data and spectrum data having a frequency nearly 1/n times larger than that of the spectrum data (in this case, n is a natural number of not less than 2). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、回転運動する測定対象の回転数を測定する信号処理装置、信号処理装置の制御方法及び信号処理装置用制御プログラムに関する。   The present invention relates to a signal processing device that measures the rotational speed of a measurement object that rotates, a control method for the signal processing device, and a control program for the signal processing device.

回転運動する測定対象の回転数は、その測定対象にロータリーエンコーダなどの信号処理装置としての回転計を取り付けるなどして測定されている。しかし、このような回転計は、測定対象に直接取り付ける必要があるので、回転計を取り付ける治具を作製する必要があったり、取り付けた回転計の影響で測定対象の回転運動の特性を変化させてしまい、正確に測定対象の回転数を測定できなかったりなどの問題点があった。
そのため、測定対象の回転数に悪影響を与えないで計測することができる回転計が提案され、一般市場に導入されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の発明は、測定対象である回転モータの漏洩磁束を検出して、高速フーリエ変換(FFT)により漏洩磁束のスペクトル(解析データ)を求め、そのスペクトルの最大値を示す周波数を、回転モータの回転周波数と判断することにより回転数を求めている。
The number of rotations of the measurement object that rotates is measured by attaching a tachometer as a signal processing device such as a rotary encoder to the measurement object. However, since such a tachometer needs to be directly attached to the measurement object, it is necessary to prepare a jig for attaching the tachometer, or to change the characteristics of the rotational movement of the measurement object due to the effect of the attached tachometer. Therefore, there is a problem that the rotational speed of the measurement target cannot be measured accurately.
Therefore, a tachometer capable of measuring without adversely affecting the rotation speed of the measurement object has been proposed and introduced into the general market (for example, see Patent Document 1). The invention of Patent Document 1 detects the leakage magnetic flux of the rotating motor to be measured, obtains the leakage magnetic flux spectrum (analysis data) by fast Fourier transform (FFT), and rotates the frequency indicating the maximum value of the spectrum. The number of rotations is obtained by determining the rotation frequency of the motor.

このような回転計のアルゴリズムでは、例えば前の計測サイクルで得られた測定値を元に探索範囲を設定し、その範囲内における最大ピークを測定値としている。   In such a tachometer algorithm, for example, a search range is set based on the measurement value obtained in the previous measurement cycle, and the maximum peak in the range is used as the measurement value.

特開2008―196876号公報JP 2008-196876 A

しかし、ある範囲内における最大ピークを測定値とする測定方法では測定には直接関係のない成分(回転体の回転周波数の一次ピーク成分以外の周波数成分)が突然あらわれ、この測定に直接関係がないピーク成分が回転体の回転周波数の一次ピーク成分よりも大きくなる場合があり、安定した回転速度計測が実現できなかった。   However, in the measurement method using the maximum peak within a certain range as a measurement value, components that are not directly related to the measurement (frequency components other than the primary peak component of the rotation frequency of the rotating body) suddenly appear and are not directly related to this measurement. In some cases, the peak component is larger than the primary peak component of the rotation frequency of the rotating body, and stable rotation speed measurement cannot be realized.

特に、回転体の加速減速時において安定した回転速度計測が実現できなかった。   In particular, stable rotation speed measurement could not be realized during acceleration / deceleration of the rotating body.

また、従来からの探索範囲を限定する方法であっても、最大ピークを利用するアルゴリズムでは計測エラーとなってしまうことがあった。   Even in the conventional method of limiting the search range, an algorithm using the maximum peak may cause a measurement error.

本発明はこのような従来技術を考慮してなされたものであって、本発明の課題は、回転1次のピークに加えて、他の次数のピークも同時に追跡することで、回転一次ピークの追従性を向上させ、変動する回転数を応答よく正確に検出することができる信号処理装置、信号処理装置の制御方法及び信号処理装置用制御プログラムを提供することである。   The present invention has been made in consideration of such a conventional technique, and the object of the present invention is to track the rotation primary peak by simultaneously tracking other order peaks in addition to the rotation primary peak. To provide a signal processing device, a signal processing device control method, and a signal processing device control program capable of improving followability and accurately detecting a fluctuating rotational speed with good response.

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定され
るものではない。
The present invention solves the above problems by the following means. For ease of understanding, the reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention will be described in parentheses, but the present invention is not limited thereto.

(1)入力された信号を、高速フーリエ変換してスペクトルデータを演算するFFT(Fast Fourier Transformation)演算手段(12a)と、記憶手段(16)に前記スペクトルデータの一つであるピークスペクトルデータが記憶されているか否かを判断する判断手段(12b)と、前記判断手段(12b)によって前記記憶手段(16)に前記ピークスペクトルデータが記憶されていると判断された場合に、前記ピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定する探索範囲設定手段(12)と、前記探索範囲において、前記FFT演算手段(12a)によって演算された前記スペクトルデータを探索する探索手段(12d)と、前記探索手段(12d)によって探索された前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索する検索手段(12e)と、前記検索手段(12e)によって、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定し、前記記憶手段に前記ピークスペクトルデータを記憶する演算手段(12f)と、を備えることを特徴とする信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。
(1) FFT (Fast Fourier Transform) calculation means (12a) for calculating spectrum data by performing fast Fourier transform on the input signal, and peak spectrum data as one of the spectrum data is stored in the storage means (16). A judgment means (12b) for judging whether or not the peak spectrum data is stored in the storage means (16) by the judgment means (12b). Search range setting means (12 c ) for setting a nearby frequency as a search range, search means (12d) for searching the spectrum data calculated by the FFT calculation means (12a) in the search range, and the search The spectrum data searched by the means (12d) Search means (12e) for searching for spectrum data having a frequency approximately n times the wave number and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data, and the frequency of the spectrum data by the search means (12e) When at least one of spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n is retrieved, the spectrum data is determined as the peak spectrum data, and the peak is stored in the storage means. And a signal processing device (where n is a natural number of 2 or more).

(1)に係る発明によれば、上述のような構成を有することにより、前回測定されたピークスペクトルデータに基づいて、前回測定されたピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定し、探索されたスペクトルデータについてスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索し、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータをピークスペクトルデータと決定する(ここで、nは2以上の自然数)。   According to the invention according to (1), by having the above-described configuration, a frequency near the previously measured peak spectrum data is set as a search range based on the previously measured peak spectrum data, and the search is performed. Spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data, and a spectrum having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data. When at least one of the data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched, the spectrum data is determined as peak spectrum data (where n is a natural number of 2 or more).

このようにして、(1)に係る発明によれば、記憶部16に記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   As described above, according to the invention according to (1), the spectrum data stored in the storage unit 16 is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched but added to the peak of the rotation primary component. Therefore, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

(2)前記探索手段(12d)によって探索されるスペクトルデータが複数存在する場合には、前記検索手段(12e)は前記スペクトルデータの大きさが最も大きい前記スペクトルデータから前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索することを特徴とする(1)に記載の信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。   (2) When there are a plurality of spectrum data to be searched by the search means (12d), the search means (12e) determines the frequency of the spectrum data from the spectrum data having the largest spectrum data size. The signal processing device according to (1), wherein spectrum data having a frequency of n times and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times are searched (where n is a natural number of 2 or more).

(2)に係る発明によれば、探索されるスペクトルデータが複数存在する場合には、(最もピークスペクトルデータである可能性が高い)スペクトルデータの大きさが最も大きいスペクトルデータからスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索するので、回転計の回転数を素早く、短い時間で、演算量が少なくとも計測することが可能になる(ここで、nは2以上の自然数)。   According to the invention according to (2), when there are a plurality of searched spectrum data, the frequency of the spectrum data is determined from the spectrum data having the largest size of the spectrum data (most likely peak spectrum data). Since the spectrum data of the frequency of about n times the frequency and the spectrum data of the frequency of about 1 / n times are searched, it is possible to measure the rotation speed of the tachometer quickly and in a short time at least with the amount of calculation (here N is a natural number of 2 or more).

(3)前記検索手段(12e)において前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された前記スペクトルデータが複数存在し、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの両方が検索された前記スペクトルデータが存在する場合には、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの両方が検索された前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定することを特徴とする(1)または(2)に記載の信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。   (3) There are a plurality of spectrum data in which at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched in the search means (12e). When there is the spectrum data in which both the spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and the spectrum data having a frequency approximately 1 / n times are present, the frequency of the spectrum data (1) or (2), wherein the spectrum data in which both the spectrum data of the n-fold frequency and the spectrum data of the approximately 1 / n-fold frequency are searched is determined as the peak spectrum data. Signal processing device (where n is a natural number of 2 or more).

(3)に係る発明によれば、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索されたスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定するので、より確実に継続して回転計の正確な回転数を安定して計測することが可能になる。   According to the invention according to (3), both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are searched. Therefore, it is possible to continuously measure the accurate rotation speed of the tachometer stably and more reliably.

(4)前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索された前記スペクトルデータが複数存在する場合には、前記スペクトルデータの大きさが最も大きい前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定することを特徴とする(1)から(3)までのいずれかに記載の信号処理装置。   (4) A plurality of spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are searched. If present, the signal processing apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the spectrum data having the largest spectrum data size is determined as the peak spectrum data.

(4)に係る発明によれば、スペクトルデータの周波数の略n倍と略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索された前記スペクトルデータが複数存在する場合には、前記スペクトルデータの大きさが最も大きい前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定するので、何れのスペクトルデータを回転計の回転数として決定すべきかの判断が容易であり、誤って他の異なるスペクトルデータを回転計の回転数として決定することを防ぐことが可能となる。   According to the invention according to (4), the spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and approximately 1 / n times the frequency (where n is a natural number of 2 or more) is searched. In the case where there are a plurality, since the spectrum data having the largest spectrum data size is determined as the peak spectrum data, it is easy to determine which spectrum data should be determined as the rotation speed of the tachometer, It becomes possible to prevent other different spectrum data from being erroneously determined as the rotation speed of the tachometer.

また、ノイズ成分が効率よく除去されるので、より確実に継続して回転計の正確な回転数を安定して計測することが可能になる。   In addition, since the noise component is efficiently removed, it is possible to continuously and more reliably measure the accurate rotational speed of the tachometer.

(5)前記信号は、測定対象から計測された回転運動に起因する時系列の物理現象の検出結果であり、前記演算手段(12f)によって決定された前記ピークスペクトルデータの周波数は、前記測定対象の回転数であること、を特徴とする(1)から(4)までのいずれかに記載の信号処理装置。   (5) The signal is a detection result of a time-series physical phenomenon caused by the rotational motion measured from the measurement target, and the frequency of the peak spectrum data determined by the calculation means (12f) is the measurement target The signal processing device according to any one of (1) to (4), wherein

(5)に係る発明によれば、信号処理装置は、測定対象から計測された回転運動に起因する時系列の物理現象の検出結果を信号としているので、容易に、測定対象の回転に起因する物理現象から測定対象の回転数を求めることができる。   According to the invention according to (5), since the signal processing device uses the detection result of the time-series physical phenomenon caused by the rotational motion measured from the measurement object as a signal, it easily results from the rotation of the measurement object. The rotational speed of the measurement object can be obtained from the physical phenomenon.

(6)前記探索範囲設定手段(12c)は、前記探索範囲の上限を、前記ピークスペクトルデータの周波数のn倍よりも小さい周波数で決定し、前記探索範囲の下限を、前記ピークスペクトルデータの周波数の1/n倍よりも大きい周波数で設定すること、を特徴とする(1)から(5)までのいずれか記載の信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。   (6) The search range setting means (12c) determines the upper limit of the search range at a frequency smaller than n times the frequency of the peak spectrum data, and sets the lower limit of the search range as the frequency of the peak spectrum data. The signal processing device according to any one of (1) to (5), wherein n is a natural number equal to or greater than 2.

(6)に係る発明によれば、探索範囲の上限を、特定のスペクトルの周波数のn倍よりも小さい周波数として演算し、探索範囲の下限を、特定のスペクトルの周波数の1/n倍よりも大きい周波数として演算するので、特定のスペクトルの1/n次成分及びn次成分を探索範囲から除外することができ、誤って異なるスペクトルを探索するのを防止することができる(ここで、nは2以上の自然数)。   According to the invention according to (6), the upper limit of the search range is calculated as a frequency smaller than n times the frequency of the specific spectrum, and the lower limit of the search range is lower than 1 / n times the frequency of the specific spectrum. Since the calculation is performed as a large frequency, the 1 / n-order component and the n-order component of a specific spectrum can be excluded from the search range, and a search for a different spectrum by mistake can be prevented (where n is 2 or more natural number).

(7)に係る発明によれば、特定のスペクトルの周波数の1/2次成分や2次成分などのスペクトルを除外するだけでなく、より妥当な周波数範囲を探索範囲に設定することが可能になる。   According to the invention according to (7), it is possible not only to exclude a spectrum such as a 1/2 order component or a secondary component of a frequency of a specific spectrum, but also to set a more appropriate frequency range as a search range. Become.

(8)入力された信号を、高速フーリエ変換してスペクトルデータを演算するFFT演算工程と、記憶工程における前記スペクトルデータの一つであるピークスペクトルデータが記憶されているか否かを判断する判断工程と、前記判断工程において前記記憶工程における前記ピークスペクトルデータが記憶されていると判断された場合に、前記ピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定する探索範囲設定工程と、前記探索範囲において、前記FFT演算工程において演算された前記スペクトルデータを探索する探索工程と、前記探索工程において探索された前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索する検索工程と、前記検索工程において、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定し、前記記憶工程において前記ピークスペクトルデータを記憶する演算工程と、を備えることを特徴とする信号処理装置の制御方法(ここで、nは2以上の自然数)。   (8) FFT calculation step for calculating spectrum data by performing fast Fourier transform on the input signal, and a determination step for determining whether peak spectrum data which is one of the spectrum data in the storage step is stored. In the determination step, when it is determined in the determination step that the peak spectrum data in the storage step is stored, a search range setting step for setting a frequency near the peak spectrum data in a search range, and in the search range, A search step for searching for the spectrum data calculated in the FFT calculation step, spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data searched in the search step, and approximately 1 / n of the frequency of the spectrum data Search process to search for spectrum data of double frequency and previous In the search step, when at least one of spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n is searched, the spectrum data is converted into the peak spectrum data. And a calculation step of storing the peak spectrum data in the storing step (where n is a natural number of 2 or more).

(8)に係る発明によれば、上述のような構成を有することにより、前回測定されたピークスペクトルデータに基づいて、前回測定されたピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定し、探索されたスペクトルデータについてスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索し、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータをピークスペクトルデータと決定する(ここで、nは2以上の自然数)。   According to the invention according to (8), by having the above-described configuration, a frequency near the previously measured peak spectrum data is set as a search range based on the previously measured peak spectrum data, and the search is performed. Spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data, and a spectrum having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data. When at least one of the data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched, the spectrum data is determined as peak spectrum data (where n is a natural number of 2 or more).

このようにして、(8)に係る発明によれば、記憶工程において記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   Thus, according to the invention according to (8), the spectrum data stored in the storing step is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched, but in addition to the peak of the rotation primary component. Since the spectrum data is searched for other order peaks, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

(9)(8)に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。   (9) A program that causes a computer to execute the method according to (8).

このような構成によれば、当該プログラムをコンピュータに実行させることにより、(8)と同様の効果が期待できる。   According to such a configuration, the same effect as in (8) can be expected by causing the computer to execute the program.

本発明によれば、記憶部16に記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   According to the present invention, the spectrum data stored in the storage unit 16 is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched, but in addition to the peak of the rotation primary component, other order peaks are searched. Since it is spectral data, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した正確な回転速度計測が実現可能となった。   In other words, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, so that noise is removed and more stable and accurate rotation speed measurement can be realized even during acceleration and deceleration.

本発明による信号処理装置の一実施例としての回転計の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tachometer as one Example of the signal processing apparatus by this invention. 本実施形態に係る回転計で処理されるスペクトルデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrum data processed with the tachometer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る回転計による処理手順についての説明に供するフローチャートである。It is a flowchart with which it uses for description about the process sequence by the tachometer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る回転計で処理されるスペクトルデータの他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the spectrum data processed with the tachometer which concerns on this embodiment.

本発明は、周波数の変動した特定のスペクトルを正確に読み取ることができる信号処理
装置及び信号処理装置の制御方法等を提供すために、変動した特定のスペクトルの周波数である回転1次のピークに加えて、他の次数のピークも同時に追跡することで、特定のスペクトルを探索する探索範囲を追従させることにより実現する。
In order to provide a signal processing apparatus and a control method for a signal processing apparatus that can accurately read a specific spectrum with a fluctuating frequency, the present invention provides a rotation first-order peak that is a frequency of the fluctuating specific spectrum. In addition, by tracking other order peaks at the same time, the search range for searching for a specific spectrum is followed.

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.

[システム全体構成]   [Entire system configuration]

図1は、本発明による信号処理装置の一実施例としての回転計の構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る回転計で処理されるスペクトルデータを示す図である。図3は、本実施形態に係る回転計による処理手順についての説明に供するフローチャートである。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a tachometer as an embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing spectral data processed by the tachometer according to the present embodiment. FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing procedure by the tachometer according to the present embodiment.

回転計(信号処理装置)10は、入力部11、演算制御部12(FFT演算手段としてのFFT演算部、判断手段としての判断部、探索範囲設定手段としての探索範囲設定部、探索手段としての探索部、検索手段としての検索部、演算手段としての演算部)、表示部13、操作部(図示せず)、入力アンプ部14、フィルタ部15及び記憶部16を有しており、ガソリンエンジン30に配置された振動計20で検出した振動データ(信号)に基づいて、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数を測定する測定器である。本実施例では、振動計20から検出したガソリンエンジン30の振動データに基づいた主成分(1次成分)のスペクトルの周波数f1と、ガソリンエンジン30の回転機構の回転周波数は1:1の関係であるとして説明する。   A tachometer (signal processing device) 10 includes an input unit 11, an operation control unit 12 (an FFT operation unit as an FFT operation unit, a determination unit as a determination unit, a search range setting unit as a search range setting unit, and a search unit) A search unit, a search unit as a search unit, a calculation unit as a calculation unit), a display unit 13, an operation unit (not shown), an input amplifier unit 14, a filter unit 15 and a storage unit 16, and a gasoline engine It is a measuring instrument that measures the number of rotations of a rotation mechanism provided in the gasoline engine 30 based on vibration data (signal) detected by a vibration meter 20 disposed at 30. In the present embodiment, the frequency f1 of the spectrum of the main component (primary component) based on the vibration data of the gasoline engine 30 detected from the vibration meter 20 and the rotation frequency of the rotation mechanism of the gasoline engine 30 have a relationship of 1: 1. It will be explained as being.

入力部11は、振動計20で検出した時系列の振動データを離散化して、連続的に、回転計10の演算制御部12に入力するA/D変換器である。   The input unit 11 is an A / D converter that discretizes time-series vibration data detected by the vibration meter 20 and continuously inputs the vibration data to the operation control unit 12 of the tachometer 10.

演算制御部12は、FFT演算部(FFT演算手段)12a、判断部(判断手段)12b、探索範囲設定部(探索範囲設定手段)12c、探索部(探索手段)12d、検索部(検索手段)12e及び演算部(演算手段)12fを有し、回転計10の各部を統括制御する制御回路である。また、操作部によって測定時間および探索範囲を設定する(測定時間および探索範囲は数値入力することができる他に、測定時間および探索範囲のレンジを切り替えることで測定時間の範囲および探索範囲を設定することもできる)ことができる。   The calculation control unit 12 includes an FFT calculation unit (FFT calculation unit) 12a, a determination unit (determination unit) 12b, a search range setting unit (search range setting unit) 12c, a search unit (search unit) 12d, and a search unit (search unit). 12e and a calculation unit (calculation means) 12f, which is a control circuit that performs overall control of each unit of the tachometer 10. In addition, the measurement time and search range are set by the operation unit (the measurement time and search range can be numerically input, and the measurement time range and search range are set by switching the measurement time and search range. Can also).

FFT演算部12aは、入力部11から連続的に入力した離散化された振動データを、高速フーリエ変換(FFT)し、振動のスペクトルデータを演算する演算回路である。   The FFT calculation unit 12a is a calculation circuit that performs fast Fourier transform (FFT) on discrete vibration data continuously input from the input unit 11 and calculates vibration spectrum data.

判断部(判断手段)12bは、記憶部16にスペクトルデータの一つであるピークスペクトルデータ(FFT演算部12aにおいてあるタイミングでFFT演算された一群のスペクトルデータ中のスペクトルデータであって所定の条件を満たすスペクトルデータ(詳細は後述する)が記憶されているか否かを判断する。
The determination unit (determination unit) 12b stores peak spectrum data that is one of the spectrum data in the storage unit 16 (spectrum data in a group of spectrum data that has been subjected to FFT calculation at a certain timing in the FFT calculation unit 12a) and has a predetermined condition. It is determined whether or not spectral data satisfying the above (details will be described later ) are stored.

ピークスペクトルデータが記憶されていれば、演算部12fにおいて回転計の回転数が少なくとも一度は演算されていることになる。本実施形態では、回転計の回転数が少なくとも一度は演算されている場合に引き続いて回転計の回転数を演算する場合について詳細に説明する。   If the peak spectrum data is stored, the rotation speed of the tachometer is calculated at least once in the calculation unit 12f. In the present embodiment, a case where the rotation number of the tachometer is calculated subsequently when the rotation number of the tachometer has been calculated at least once will be described in detail.

探索範囲設定部12cは、判断部12bによって記憶部16にピークスペクトルデータが記憶されていると判断された場合に、前記ピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定する(探索範囲設定部12cで探索するべき主成分のスペクトルの探索範囲を演算する)部分である。

When the determination unit 12b determines that the peak spectrum data is stored in the storage unit 16, the search range setting unit 12c sets a frequency near the peak spectrum data as a search range (in the search range setting unit 12c). , The search range of the spectrum of the principal component to be searched is calculated).

FFT演算部12aにおいて演算されたスペクトルデータには、主成分(1次成分)のスペクトル、主成分の1/2次成分、主成分の2次成分及び主成分の3次成分などのスペクトルが含まれる他に、ノイズの各次数成分のスペクトルも含まれる。   The spectrum data calculated by the FFT calculation unit 12a includes the spectrum of the principal component (primary component) spectrum, the half component of the principal component, the secondary component of the principal component, and the tertiary component of the principal component. In addition, the spectrum of each order component of noise is also included.

本実施形態では、一例として、探索範囲を1/2次成分及び2次成分のスペクトルを除外するように自動的に設定する。具体的には、ガソリンエンジン30の初期動作時の主成分(1次成分)のスペクトルの周波数f1が2kHzであるときに、1/2次成分及び2次成分のスペクトルはそれぞれ1kHz及び4kHzとして現れる。従って、探索範囲は、この1/2次及び2次成分を含まない範囲を設定する必要があり、例えば、下限の周波数fLを周波数f1の4割減(f1の0.6倍)に設定し、上限の周波数fHを周波数f1の8割増(f1の1.8倍)に設定することによって、1/2次成分及び2次成分のスペクトルを探索範囲から除外している。   In the present embodiment, as an example, the search range is automatically set so as to exclude the spectrum of the 1/2 order component and the 2nd order component. Specifically, when the frequency f1 of the spectrum of the main component (primary component) during the initial operation of the gasoline engine 30 is 2 kHz, the spectra of the 1 / 2-order component and the secondary component appear as 1 kHz and 4 kHz, respectively. . Therefore, it is necessary to set the search range that does not include the 1/2 order and secondary components. For example, the lower limit frequency fL is set to 40% reduction of the frequency f1 (0.6 times f1). By setting the upper limit frequency fH to 80% of the frequency f1 (1.8 times f1), the spectrum of the 1/2 order component and the secondary component is excluded from the search range.

従って、探索範囲設定部12cは、主成分のスペクトルの周波数f1に基づいて、探索範囲を演算し、例えば、主成分のスペクトルの周波数f1が2kHzであるときは、探索範囲の下限の周波数fLは、1.2kHzとなり、上限の周波数fHは、3.6kHzとなる。   Therefore, the search range setting unit 12c calculates the search range based on the frequency f1 of the principal component spectrum. For example, when the frequency f1 of the principal component spectrum is 2 kHz, the lower limit frequency fL of the search range is 1.2 kHz, and the upper limit frequency fH is 3.6 kHz.

さらにまた、探索範囲設定部12cは、ピークスペクトルデータ付近の周波数として、任意の固定の周波数を前記探索範囲として設定するようにしてもよく、任意の固定の周波数は操作部(図示せず)から入力されてもよい。   Furthermore, the search range setting unit 12c may set an arbitrary fixed frequency as the frequency near the peak spectrum data as the search range, and the arbitrary fixed frequency may be set from an operation unit (not shown). It may be entered.

探索部12dは、ガソリンエンジン30の回転数の測定中に、FFT演算部12aで演算されるスペクトルデータ中のスペクトルデータを逐次探索する回路である。ここで、スペクトルデータは、スペクトルデータの全体から探索されてもよいが、好ましくは前述の探索範囲設定部12cで演算した探索範囲から探索される。   The search unit 12d is a circuit that sequentially searches spectrum data in the spectrum data calculated by the FFT calculation unit 12a during measurement of the rotation speed of the gasoline engine 30. Here, the spectrum data may be searched from the entire spectrum data, but is preferably searched from the search range calculated by the search range setting unit 12c described above.

検索部12eは、探索部12dによって探索されたスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータとスペクトルデータの周波数の略1/2倍の周波数のスペクトルデータを検索する(ここで、nは2以上の自然数)。   The search unit 12e searches for spectrum data having a frequency that is approximately n times the frequency of the spectrum data searched by the search unit 12d and spectrum data having a frequency that is approximately ½ times the frequency of the spectrum data (where n is 2 or more natural number).

ここで、探索部12dによって探索されたスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数とスペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数が、探索範囲設定部12cで演算された探索範囲から外れる場合には、探索範囲設定部12cで演算された探索範囲から外れた周波数範囲から略n倍の周波数と略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)が検索部12eによって検索される。   Here, when the frequency approximately n times the frequency of the spectrum data searched by the search unit 12d and the frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data are out of the search range calculated by the search range setting unit 12c. Is the spectrum data (n is a natural number of 2 or more) having a frequency approximately n times and a frequency approximately 1 / n times from a frequency range outside the search range calculated by the search range setting unit 12c. Searched by.

すなわち、探索部12dによって探索されたスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数とスペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数の範囲(ここで、nは2以上の自然数)は、探索範囲設定部12cで演算した探索範囲を超えている場合もある。   That is, the range of the frequency that is approximately n times the frequency of the spectrum data searched by the search unit 12d and the frequency that is approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data (where n is a natural number of 2 or more) is a search range setting. The search range calculated by the part 12c may be exceeded.

また、検索部12eは、探索部12dによって探索されるスペクトルデータが複数存在する場合には、スペクトルデータの大きさが最も大きいスペクトルデータからスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)を検索する。   In addition, when there are a plurality of spectrum data searched by the search unit 12d, the search unit 12e is substantially the same as the spectrum data having a frequency that is approximately n times the frequency of the spectrum data from the spectrum data having the largest spectrum data size. Search for spectrum data having a frequency of 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more).

また、探索部12dによって探索されたスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方または何れか一方が存在しない場合もある。このような場合には検索部12eはその後の処理を実行する。   Further, spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data searched by the search unit 12d and / or spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more). May not exist. In such a case, the search unit 12e performs subsequent processing.

演算部12fは検索部12eによって、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の少なくとも何れか一方が検索された場合に、少なくとも何れか一方が検索されたスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定し、記憶部16にピークスペクトルデータを記憶する。   The calculation unit 12f uses the search unit 12e to obtain at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more). When the search is performed, the spectrum data searched for at least one of them is determined as the peak spectrum data, and the peak spectrum data is stored in the storage unit 16.

また、演算部12fは検索部12eにおいてスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索されたスペクトルデータが複数存在し、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの両方が検索された前記スペクトルデータが存在する場合には、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索されたスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定する。   The calculation unit 12f includes a plurality of spectrum data in which at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched in the search unit 12e. When there is the spectrum data in which both the spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data and the spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times are present, it is approximately n times the frequency of the spectrum data. The spectrum data in which both the spectrum data of the frequency and the spectrum data of the frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are searched is determined as the peak spectrum data.

また、演算部12fは検索部12eにおいてスペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の少なくとも何れか一方のみが検索されたスペクトルデータが複数存在する場合には、スペクトルデータの大きさが最も大きいスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定してもよい。   In addition, the calculation unit 12f in the search unit 12e is at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more). In the case where there are a plurality of spectrum data searched for only the spectrum data, the spectrum data having the largest spectrum data size may be determined as the peak spectrum data.

さらに、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索されたスペクトルデータが複数存在する場合には、スペクトルデータの大きさが最も大きいスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定してもよい。   Further, when there are a plurality of spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are searched. Alternatively, the spectrum data having the largest spectrum data size may be determined as the peak spectrum data.

表示部13は、演算部12fで演算されたピークスペクトルデータを表示する。表示部13で表示されるピークスペクトルデータはガソリンエンジン30の回転機構の回転周波数を示している。   The display unit 13 displays the peak spectrum data calculated by the calculation unit 12f. The peak spectrum data displayed on the display unit 13 indicates the rotation frequency of the rotation mechanism of the gasoline engine 30.

また、表示部13には操作部で入力された数字、文字等の記号および探索範囲が表示されてもよい。   In addition, the display unit 13 may display a symbol such as a number, a character, or the like and a search range input by the operation unit.

入力アンプ部14は、振動計20から検出された振動データを増幅する増幅器である。   The input amplifier unit 14 is an amplifier that amplifies vibration data detected from the vibrometer 20.

フィルタ部15は、入力アンプ部14で増幅した振動データに含まれる折り返し雑音を除去するAAF(アンチ・エイリアシング・フィルタ)を含むフィルタである。   The filter unit 15 is a filter including an AAF (anti-aliasing filter) that removes aliasing noise included in the vibration data amplified by the input amplifier unit 14.

記憶部16には、検索部12eによって、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の少なくとも何れか一方が検索されたスペクトルデータが記憶される。   The storage unit 16 stores at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) by the search unit 12e. The spectrum data searched for one is stored.

振動計20は、ガソリンエンジン30の筐体に固定され、ガソリンエンジン30の回転機構の振動を加速度の振動データとして検出する加速度計である。   The vibration meter 20 is an accelerometer that is fixed to the casing of the gasoline engine 30 and detects vibrations of a rotation mechanism of the gasoline engine 30 as vibration data of acceleration.

ガソリンエンジン30は、内部に回転機構を備え、燃料(ガソリン)と空気の混合気をシリンダ中に吸入し、この混合気をピストンで圧縮したあと点火、燃焼・膨張させて(予混合燃焼)ピストンを往復運動させる内燃機関である。   The gasoline engine 30 has a rotation mechanism inside, and sucks a mixture of fuel (gasoline) and air into a cylinder, compresses the mixture with a piston, and then ignites, burns and expands (premixed combustion) piston. Is an internal combustion engine that reciprocates.

このように、本発明によれば、記憶部16に記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   As described above, according to the present invention, the spectrum data stored in the storage unit 16 is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched, but other order peaks in addition to the peak of the rotation primary component. Therefore, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

次に図2を用いて実施形態の一例について説明する。   Next, an example of the embodiment will be described with reference to FIG.

図2(a)では、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定ピーク(スペクトルデータ)f1と測定ピークf1の周波数の略2倍の周波数のスペクトルデータ2f1とスペクトルデータの周波数の略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f1/2)が検索された状態を示す。
In FIG. 2A, the measurement peak (spectrum data) f1 of the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30, the spectrum data 2f1 having a frequency approximately twice the frequency of the measurement peak f1, and the frequency of the spectrum data. This shows a state where spectrum data (f1 / 2) having a frequency approximately ½ times the frequency is retrieved.

図2(b)では、図2(a)の測定サイクルの次の測定サイクルにおいて、FFT演算部12aが、入力部11から連続的に入力した離散化された振動データを、高速フーリエ変換(FFT)し、振動のスペクトルデータを演算した結果を示す。   2B, in the measurement cycle subsequent to the measurement cycle of FIG. 2A, the FFT operation unit 12a converts the discretized vibration data continuously input from the input unit 11 into a fast Fourier transform (FFT). ), And shows the result of calculating the spectrum data of vibration.

図2(a)の測定サイクルにおいて測定された、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定ピークf1の周辺の周波数領域に測定ピークf1よりも大きなノイズ成分等の回転成分とは関係のない周波数成分f2が出現している。   Rotation components such as a noise component larger than the measurement peak f1 in the frequency region around the measurement peak f1 of the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30 measured in the measurement cycle of FIG. An unrelated frequency component f2 appears.

従来の測定手法においては、回転成分とは関係のない周波数成分f2を誤って、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数であると判断してしまっていた。   In the conventional measurement method, the frequency component f2 irrelevant to the rotation component is erroneously determined to be the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30.

しかし、図2(b)においては、回転成分とは関係のない周波数成分f2の略n倍の周波数のスペクトルデータとスペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータがFFT演算部12aの演算結果として出現しておらず、回転成分とは関係のない周波数成分f2の略n倍の周波数のスペクトルデータとスペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータは存在しない(ここで、nは2以上の自然数)。   However, in FIG. 2B, spectrum data having a frequency approximately n times that of the frequency component f2, which is not related to the rotation component, and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data are included in the FFT operation unit 12a. The spectrum data having a frequency approximately n times the frequency component f2 that is not related to the rotation component and the spectrum data having a frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data does not exist (here, N is a natural number of 2 or more).

従って、周波数成分f2は、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の回転成分とは関係のない周波数成分であると演算部12fにおいて判断される。   Therefore, the frequency component f2 is determined by the calculation unit 12f to be a frequency component unrelated to the rotation component of the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30.

測定ピークf1の周辺の周波数領域には、周波数成分f2のスペクトルデータよりも大きさが小さいが、略2倍の周波数のスペクトルデータ(2(f1+Δ))とスペクトルデータの周波数の略1/2倍の周波数のスペクトルデータ((f1+Δ)/2)を持つスペクトルデータ(f1+Δ)が存在する。
The frequency region around the measurement peak f1 is smaller than the spectrum data of the frequency component f2, but is approximately twice the frequency spectrum data (2 (f1 + Δ)) and approximately ½ times the frequency of the spectrum data. There exists spectral data (f1 + Δ) having spectral data ( (f1 + Δ) / 2 ) of the frequency of.

従って、演算部12fはスペクトルデータ(f1+Δ)をガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定ピーク(スペクトルデータ)として決定する。   Accordingly, the calculation unit 12f determines the spectrum data (f1 + Δ) as a measurement peak (spectrum data) of the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30.

スペクトルデータ(f1+Δ)はスペクトルデータf1が測定サイクル間で回転機構の回転数の変動等の要因により変化したスペクトルデータであるが、他のノイズ成分等のスペクトルデータ(スペクトルデータ(f1+Δ)よりも大きい値を有する)があっても正確に回転機構の回転数として決定(判断)され、回転数の変動に追随することが可能になっている。   The spectral data (f1 + Δ) is spectral data in which the spectral data f1 has changed due to factors such as fluctuations in the rotational speed of the rotation mechanism between measurement cycles, but is larger than spectral data (spectral data (f1 + Δ) such as other noise components). Even if it has a value), it is accurately determined (determined) as the rotation speed of the rotation mechanism, and it is possible to follow fluctuations in the rotation speed.

このように、本発明によれば、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されるので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   As described above, according to the present invention, in addition to the peak of the rotation primary component, other order peaks are searched, so that the followability of the peak of the rotation primary component can be improved (the peak due to noise is reduced). No longer follow).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

[処理手順]   [Processing procedure]

ここで、本発明を適用した場合において実現され得る具体的な処理手順について、図に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に示す処理手順は、一例であってこれ以外にも実現され得る処理手順は無数に存在する。
Here, specific processing procedures that may be implemented in the case of applying the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG. The processing procedure shown below is an example, and there are innumerable processing procedures that can be realized in addition to this.

ステップS1において、回転計10は、振動計20で検出した時系列の振動データを離散化して、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定をする。   In step S <b> 1, the tachometer 10 discretizes the time-series vibration data detected by the vibrometer 20 and measures the rotation speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30.

ステップS2において、回転計10の探索部12dは一つ前の(測定)サイクルの測定ピーク(ピークスペクトルデータ)周辺にあるピークを探索する。   In step S2, the search unit 12d of the tachometer 10 searches for a peak around the measurement peak (peak spectrum data) of the previous (measurement) cycle.

この場合、記憶部16に一つ前の(測定)サイクルのピークスペクトルデータが存在する場合には、探索範囲設定部12cが演算して設定した、ピークスペクトルデータ付近の周波数範囲である探索範囲にあるスペクトルデータを探索部12dは探索する。   In this case, if the peak spectrum data of the previous (measurement) cycle exists in the storage unit 16, the search range setting unit 12c calculates and sets the search range that is the frequency range near the peak spectrum data. The search unit 12d searches for certain spectrum data.

記憶部16に一つ前の(測定)サイクルのピークスペクトルデータが存在しない場合には、全ての周波数範囲を探索部12dは探索してもよいが、操作部によって設定された探索範囲を(探索範囲は数値入力することができる他に、回転計10の探索範囲のレンジを切り替えることで探索範囲を設定することもできる)探索する。   When the peak spectrum data of the previous (measurement) cycle does not exist in the storage unit 16, the search unit 12d may search all frequency ranges, but the search range set by the operation unit (search The range can be input numerically, or the search range can be set by switching the search range of the tachometer 10).

ステップS3において、一つ前の(測定)サイクルの測定ピーク(ピークスペクトルデータ)周辺にあるピークが回転計10の探索部12dによって探索された場合には、回転計10の検索部12eは、探索部12dによって探索されたピーク(スペクトルデータ)の周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータとスペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索する(ここで、nは2以上の自然数)。   In step S3, when the search unit 12d of the tachometer 10 searches for a peak around the measurement peak (peak spectrum data) of the previous (measurement) cycle, the search unit 12e of the tachometer 10 The spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the peak (spectrum data) searched by the unit 12d and the spectrum data having a frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data are searched (where n is 2 or more). Natural number).

ステップS4において、回転計10の演算部12fは、探索部12dによって探索されたピーク(スペクトルデータ)に、略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータが存在するか否かを判断する(ここで、nは2以上の自然数)。   In step S4, the calculation unit 12f of the tachometer 10 determines whether spectrum data having a frequency of approximately n times and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times exist in the peak (spectrum data) searched by the search unit 12d. It is determined whether or not (where n is a natural number of 2 or more).

ピーク(スペクトルデータ)に、略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が存在する場合(ステップS4:YES)にはステップS5に進み、ピーク(スペクトルデータ)に、略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の何れもが存在しない場合(ステップS4:NO)にはステップS6に進む。   When at least one of spectrum data having a frequency of approximately n times and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times exists in the peak (spectrum data) (step S4: YES), the process proceeds to step S5, and the peak ( In the case where neither spectral data having a frequency of about n times or spectral data having a frequency of about 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are not present in (spectrum data) (step S4: NO) Proceed to step S6.

ステップS5において、回転計10の演算部12fはステップS4の判断結果に基づいて測定ピーク(ピークスペクトルデータ)を決定する。   In step S5, the calculation unit 12f of the tachometer 10 determines a measurement peak (peak spectrum data) based on the determination result in step S4.

回転計10の演算部12fは、スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索されたスペクトルデータをピークスペクトルデータと決定する。   The calculation unit 12f of the tachometer 10 has retrieved both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more). Spectral data is determined as peak spectral data.

スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索されたスペクトルデータが存在しない場合には、少なくとも何れか一方のみが検索されたスペクトルデータを、回転計10の演算部12fは、ピークスペクトルデータと決定する。   When there is no spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are not found, The calculation unit 12f of the tachometer 10 determines the spectrum data searched for at least one of them as the peak spectrum data.

ステップS6において、回転計10の演算部12fは、ステップS5においてピークスペクトルデータと決定したスペクトルデータ(の周波数)、および、ステップS5においてピークスペクトルデータと決定したスペクトルデータの略n倍の周波数のスペクトルデータ(の周波数)と略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(の周波数)(ここで、nは2以上の自然数)の少なくとも何れか一方を記憶部16に記憶する。   In step S6, the calculation unit 12f of the tachometer 10 has a spectrum of the spectrum data (frequency) determined as the peak spectrum data in step S5 and a frequency approximately n times as high as the spectrum data determined as the peak spectrum data in step S5. At least one of the data (frequency thereof) and spectrum data (frequency thereof) having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) is stored in the storage unit 16.

ステップS7において、回転計10の演算制御部12は、計測を終了すべき場合(ステップS7:YES)は計測を終了し、計測を継続すべき場合(ステップS7:NO)はステップS1に戻り、周波数の計測を継続する。   In step S7, the calculation control unit 12 of the tachometer 10 ends the measurement when the measurement is to be ended (step S7: YES), and returns to step S1 when the measurement is to be continued (step S7: NO). Continue frequency measurement.

周波数計測の終了は、操作部等から信号が入力されることで判断される。   The end of the frequency measurement is determined by inputting a signal from the operation unit or the like.

ステップS8において、従来の技術(例えば特許文献1参照)を用いて周波数計測を実行する。   In step S8, frequency measurement is performed using a conventional technique (see, for example, Patent Document 1).

このように、本発明によれば、記憶部16に記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   As described above, according to the present invention, the spectrum data stored in the storage unit 16 is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched, but other order peaks in addition to the peak of the rotation primary component. Therefore, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

次に図4を用いて実施形態の他の一例について詳細に説明する。   Next, another example of the embodiment will be described in detail with reference to FIG.

図4(a)では、ガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定ピーク(スペクトルデータ)f1、測定ピークf1の周波数の略2倍の周波数のスペクトルデータ2f1、スペクトルデータの周波数の略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f1/2)、およびその他のノイズ成分f3、f4が検索された状態を示す。
In FIG. 4 (a), the measurement peak (spectrum data) f1 of the rotational speed of the rotation mechanism provided in the gasoline engine 30, spectrum data 2f1 having a frequency approximately twice the frequency of the measurement peak f1, and the frequency of the spectrum data. Shows a state where spectrum data (f1 / 2) having a frequency approximately ½ times the frequency and other noise components f3 and f4 are retrieved.

図4(a)において、回転計10の演算部12fは、略2倍の周波数のスペクトルデータ2f1、略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f1/2)が検索されたスペクトルデータf1をガソリンエンジン30の内部に設けられた回転機構の回転数の測定ピーク(ピークスペクトルデータ)として決定する。
In FIG. 4 (a), the operation unit 12f of the tachometer 10 uses the spectrum data 2f1 having a frequency approximately doubled and the spectrum data f1 obtained by searching the spectrum data (f1 / 2) having a frequency approximately 1/2 times as gasoline. This is determined as a measurement peak (peak spectrum data) of the rotation speed of the rotation mechanism provided in the engine 30.

図4(b)は、図4(a)の測定サイクルの次の測定サイクルにおいて、FFT演算部12aが、入力部11から連続的に入力した離散化された振動データを、高速フーリエ変換(FFT)し、振動のスペクトルデータを演算した結果を示す。   FIG. 4B shows the discrete Fourier data continuously input from the input unit 11 by the FFT calculation unit 12a in the measurement cycle next to the measurement cycle of FIG. ), And shows the result of calculating the spectrum data of vibration.

図4(b)では、ピークスペクトルデータ付近の周波数の探索範囲としてΔf1(探索する周波数範囲)の範囲で探索部12dがスペクトルデータを逐次探索する。   In FIG. 4B, the search unit 12d sequentially searches for spectrum data in a range of Δf1 (frequency range to be searched) as a frequency search range near the peak spectrum data.

探索範囲Δf1の中には、図4(a)においてピークスペクトルデータとして決定されたスペクトルデータf1は存在しないが、スペクトルデータf5、f6およびf7が存在し、それらが探索部12dによって探索される。   In the search range Δf1, the spectrum data f1 determined as the peak spectrum data in FIG. 4A does not exist, but the spectrum data f5, f6, and f7 exist, and these are searched by the search unit 12d.

次に、検索部12eが、探索部12dによって探索されスペクトルデータf5、f6およびf7について順番にそれぞれのスペクトルデータの略n倍の周波数のスペクトルデータまたは略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)が存在するかを検索する。
Next, the search unit 12e sequentially uses the spectrum data f5, f6, and f7 searched by the search unit 12d in order to obtain spectrum data having a frequency approximately n times that of each spectrum data or spectrum data having a frequency approximately 1 / n times ( Here, it is searched whether n is a natural number of 2 or more.

ここで、スペクトルデータf5、f6およびf7を検索する順番は任意に(ピークスペクトルデータをより早く検索する順番に)設定することができる。   Here, the order in which the spectrum data f5, f6, and f7 are searched can be arbitrarily set (in the order in which the peak spectrum data is searched earlier).

ここではスペクトルデータの周波数の小さい順に、最初はスペクトルデータf5について、探索部12dが略n倍の周波数のスペクトルデータまたは略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)を検索する。   Here, for the spectrum data f5, the search unit 12d starts with the spectrum data of approximately n times the frequency or the spectrum data of the approximately 1 / n times the frequency (where n is a natural number of 2 or more). )

しかし、スペクトルデータf5の略n倍の周波数のスペクトルデータおよび略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)は存在しないので検索できない。   However, since there is no spectrum data having a frequency approximately n times that of the spectrum data f5 and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (here, n is a natural number of 2 or more), it cannot be searched.

この場合には、検索部12eは、スペクトルデータf5を記憶部16等に記憶することはしない。   In this case, the search unit 12e does not store the spectrum data f5 in the storage unit 16 or the like.

次に、検索部12eは、スペクトルデータf6について、略n倍の周波数のスペクトルデータまたは略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)を検索する。   Next, the search unit 12e searches the spectrum data f6 for spectrum data having a frequency of approximately n times or spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more).

スペクトルデータf6の略2倍の周波数のスペクトルデータ2f6および略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f6/2)は図4(c)に図示されたように存在するので検索部12eは、それらを検索することができる。
Since the spectrum data 2f6 having a frequency approximately twice that of the spectrum data f6 and the spectrum data (f6 / 2) having a frequency approximately ½ times exist as shown in FIG. 4C, the search unit 12e Can be searched.

従って、検索部12eは、スペクトルデータf6、スペクトルデータf6の略2倍の周波数のスペクトルデータ2f6およびスペクトルデータf6の略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f6/2)を記憶部16等に記憶する。
Accordingly, the search unit 12e stores the spectrum data f6, the spectrum data 2f6 having a frequency approximately twice that of the spectrum data f6, and the spectrum data (f6 / 2) having a frequency approximately 1/2 times that of the spectrum data f6 in the storage unit 16 or the like. Remember.

この場合には、前回の測定サイクルにおいて検索され、スペクトルデータとして記憶されているスペクトルデータf1の値、スペクトルデータf1の略2倍の周波数のスペクトルデータ2f1およびスペクトルデータf1の略1/2倍の周波数のスペクトルデータ(f1/2)を検索部12eが記憶部16等から消去する。
In this case, the value of the spectrum data f1 retrieved in the previous measurement cycle and stored as spectrum data, the spectrum data 2f1 having a frequency approximately twice that of the spectrum data f1, and approximately 1/2 times the spectrum data f1. The search unit 12e deletes the frequency spectrum data (f1 / 2) from the storage unit 16 or the like.

次に、検索部12eは、スペクトルデータf7について、略n倍の周波数のスペクトルデータまたは略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)を検索する。   Next, the search unit 12e searches the spectrum data f7 for spectrum data having a frequency of approximately n times or spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more).

この場合には、スペクトルデータf7の略n倍の周波数のスペクトルデータおよび略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)が存在しないので検索できない。   In this case, since there is no spectrum data having a frequency approximately n times that of the spectrum data f7 and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more), the search cannot be performed.

従って、検索部12eは、スペクトルデータf7を記憶部16等に記憶することはしない。   Accordingly, the search unit 12e does not store the spectrum data f7 in the storage unit 16 or the like.

次に、探索範囲Δf1中のスペクトルデータf5、f6およびf7の検索部12eによる検索が終了したので、演算部12fで次の演算が実行される。   Next, since the search by the search unit 12e for the spectrum data f5, f6, and f7 in the search range Δf1 is completed, the calculation unit 12f performs the next calculation.

演算部12fでは、記憶部16に記憶されているスペクトルデータをチェックする。   The computing unit 12f checks the spectrum data stored in the storage unit 16.

図4(c)に図示されたように記憶部16に記憶されているスペクトルデータの略n倍の周波数のスペクトルデータまたは略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の少なくとも一方が存在するスペクトルデータはスペクトルデータf6だけなので、演算部12fはスペクトルデータf6をピークスペクトルデータとして決定する。   As shown in FIG. 4C, spectrum data having a frequency approximately n times that of the spectrum data stored in the storage unit 16 or spectrum data having a frequency approximately 1 / n times that of the spectrum data (where n is 2 or more). Since the spectrum data having at least one of (natural number) is only the spectrum data f6, the calculation unit 12f determines the spectrum data f6 as the peak spectrum data.

次に、演算部12fは、演算されたピークスペクトルデータを表示部13に表示する。表示部13で表示されるピークスペクトルデータはガソリンエンジン30の回転機構の回転周波数を示している。   Next, the calculation unit 12 f displays the calculated peak spectrum data on the display unit 13. The peak spectrum data displayed on the display unit 13 indicates the rotation frequency of the rotation mechanism of the gasoline engine 30.

このように、本発明によれば、記憶部16に記憶されたスペクトルデータは、主成分(回転一次成分)のみが探索されたスペクトルデータではなく、回転一次成分のピークに加えて他の次数ピークが検索されたスペクトルデータなので、回転一次成分のピークの追従性を向上させることが可能になった(ノイズによるピークを追従することがなくなった)。   As described above, according to the present invention, the spectrum data stored in the storage unit 16 is not the spectrum data in which only the main component (rotation primary component) is searched, but other order peaks in addition to the peak of the rotation primary component. Therefore, it is possible to improve the followability of the peak of the rotation primary component (no longer follow the peak due to noise).

すなわち、主成分(回転一次成分)によるピークだけではなく他の次数ピークも同時に追跡することで、ノイズが除去され、加速減速時においてもより安定した回転速度計測が実現可能となった。   That is, not only the peak due to the main component (rotation primary component) but also other order peaks are simultaneously tracked, noise is removed, and more stable rotation speed measurement can be realized even during acceleration / deceleration.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to embodiment mentioned above. The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.

なお、図3における動作手順を、ハードディスク等の記録媒体に予め記録しておき、或いはインターネット等のネットワークを介して予め記録しておき、これを汎用のマイクロコンピュータ等により読み出して実行することにより、当該汎用のマイクロコンピュータ等を実施形態に係わるCPUとして機能させることも可能である。   3 is recorded in advance on a recording medium such as a hard disk or recorded in advance via a network such as the Internet, and is read and executed by a general-purpose microcomputer or the like. It is possible to cause the general-purpose microcomputer or the like to function as a CPU according to the embodiment.

10 回転計
11 入力部
12 演算制御部
12a FFT演算部
12b 判断部
12c 探索範囲設定部
12d 探索部
12e 検索部
12f 演算部
13 表示部
14 入力アンプ部
15 フィルタ部
16 記憶部
20 振動計
30 ガソリンエンジン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tachometer 11 Input part 12 Operation control part 12a FFT operation part 12b Judgment part 12c Search range setting part 12d Search part 12e Search part 12f Calculation part 13 Display part 14 Input amplifier part 15 Filter part 16 Storage part 20 Vibrometer 30 Gasoline engine

Claims (8)

入力された信号を、高速フーリエ変換してスペクトルデータを演算するFFT(Fast Fourier Transformation)演算手段と、
記憶手段に前記スペクトルデータの一つであるピークスペクトルデータが記憶されているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記記憶手段に前記ピークスペクトルデータが記憶されていると判断された場合に、前記ピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定する探索範囲設定手段と、
前記探索範囲において、前記FFT演算手段によって演算された前記スペクトルデータを探索する探索手段と、
前記探索手段によって探索された前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索する検索手段と、
前記検索手段によって、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定し、前記記憶手段に前記ピークスペクトルデータを記憶する演算手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。
FFT (Fast Fourier Transformation) computing means for computing spectral data by performing fast Fourier transform on the input signal;
Determination means for determining whether peak spectrum data, which is one of the spectrum data, is stored in the storage means;
A search range setting means for setting a frequency near the peak spectrum data in a search range when the determination means determines that the peak spectrum data is stored in the storage means;
Search means for searching the spectrum data calculated by the FFT calculation means in the search range;
Search means for searching for spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data searched by the search means and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data;
When at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched by the search means, the spectrum data is converted into the peak spectrum data. And calculating means for storing the peak spectrum data in the storage means,
A signal processing device (where n is a natural number of 2 or more).
請求項1に記載の信号処理装置において、
前記探索手段によって探索されるスペクトルデータが複数存在する場合には、前記検索手段は前記スペクトルデータの大きさが最も大きい前記スペクトルデータから前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)を検索することを特徴とする信号処理装置。
The signal processing device according to claim 1,
When there are a plurality of spectrum data to be searched by the search means, the search means is substantially the same as the spectrum data having the frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data from the spectrum data having the largest spectrum data size. A signal processing apparatus that searches for spectrum data having a frequency of 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more).
請求項1または2に記載の信号処理装置において、
前記検索手段において前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された前記スペクトルデータが複数存在し、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの両方が検索された前記スペクトルデータが存在する場合には、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの両方が検索された前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定することを特徴とする信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。
The signal processing device according to claim 1 or 2,
There are a plurality of the spectrum data in which at least one of spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times is searched in the search means, When there is the spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times are found, a spectrum having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data is present. A signal processing apparatus (where n is a natural number equal to or greater than 2), wherein the spectrum data from which both data and spectrum data having a frequency of about 1 / n times are searched is determined as the peak spectrum data.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の信号処理装置において、
前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータ(ここで、nは2以上の自然数)の両方が検索された前記スペクトルデータが複数存在する場合には、前記スペクトルデータの大きさが最も大きい前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定することを特徴とする信号処理装置。
In the signal processing device according to any one of claims 1 to 3,
When there are a plurality of spectrum data in which both spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times (where n is a natural number of 2 or more) are searched. In the signal processing apparatus, the spectrum data having the largest size of the spectrum data is determined as the peak spectrum data.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の信号処理装置において、
前記信号は、測定対象から計測された回転運動に起因する時系列の物理現象の検出結果であり、
前記演算手段によって決定された前記ピークスペクトルデータの周波数は、前記測定対象の回転数であること、
を特徴とする信号処理装置。
In the signal processing device according to any one of claims 1 to 4,
The signal is a detection result of a time-series physical phenomenon caused by a rotational motion measured from a measurement target,
The frequency of the peak spectrum data determined by the computing means is the rotational speed of the measurement object;
A signal processing device.
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の信号処理装置において、
前記探索範囲設定手段は、前記探索範囲の上限を、前記ピークスペクトルデータの周波数のn倍よりも小さい周波数で決定し、前記探索範囲の下限を、前記ピークスペクトルデータの周波数の1/n倍よりも大きい周波数で設定すること、
を特徴とする信号処理装置(ここで、nは2以上の自然数)。
In the signal processing device according to any one of claims 1 to 5,
The search range setting means determines the upper limit of the search range at a frequency smaller than n times the frequency of the peak spectrum data, and sets the lower limit of the search range from 1 / n times the frequency of the peak spectrum data. Set at a higher frequency,
(Where n is a natural number of 2 or more).
入力された信号を、高速フーリエ変換してスペクトルデータを演算するFFT演算工程と、
記憶工程における前記スペクトルデータの一つであるピークスペクトルデータが記憶されているか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程において前記記憶工程における前記ピークスペクトルデータが記憶されていると判断された場合に、前記ピークスペクトルデータ付近の周波数を探索範囲に設定する探索範囲設定工程と、
前記探索範囲において、前記FFT演算工程において演算された前記スペクトルデータを探索する探索工程と、
前記探索工程において探索された前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと前記スペクトルデータの周波数の略1/n倍の周波数のスペクトルデータを検索する検索工程と、
前記検索工程において、前記スペクトルデータの周波数の略n倍の周波数のスペクトルデータと略1/n倍の周波数のスペクトルデータの少なくとも何れか一方が検索された場合に、前記スペクトルデータを前記ピークスペクトルデータと決定し、前記記憶工程において前記ピークスペクトルデータを記憶する演算工程と、
を備えることを特徴とする信号処理装置の制御方法(ここで、nは2以上の自然数)。
FFT calculation process for calculating spectrum data by performing fast Fourier transform on the input signal;
A determination step of determining whether or not peak spectrum data that is one of the spectral data in the storage step is stored;
A search range setting step of setting a frequency near the peak spectrum data in a search range when it is determined that the peak spectrum data in the storage step is stored in the determination step;
In the search range, a search step for searching the spectrum data calculated in the FFT calculation step;
A search step of searching for spectrum data having a frequency of approximately n times the frequency of the spectrum data searched in the search step and spectrum data having a frequency of approximately 1 / n times the frequency of the spectrum data;
In the search step, when at least one of spectrum data having a frequency approximately n times the frequency of the spectrum data and spectrum data having a frequency approximately 1 / n times is searched, the spectrum data is converted to the peak spectrum data. And calculating step for storing the peak spectrum data in the storing step;
A signal processing device control method (where n is a natural number of 2 or more).
請求項に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A program causing a computer to execute the method according to claim 7 .
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