Поиск :
Личный кабинет :
Электронный каталог: Гулай, Анатолий Владимирович - Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний
Гулай, Анатолий Владимирович - Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний
Статья
Автор: Гулай, Анатолий Владимирович
Системный анализ и прикладная информатика: Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний
Digital technology for spectral analysis of oscillation parameters
б.г.
ISBN отсутствует
Автор: Гулай, Анатолий Владимирович
Системный анализ и прикладная информатика: Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний
Digital technology for spectral analysis of oscillation parameters
б.г.
ISBN отсутствует
На полку
Статья
Гулай, Анатолий Владимирович.
Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний = Digital technology for spectral analysis of oscillation parameters / А. В. Гулай, В. М. Зайцев // Системный анализ и прикладная информатика / гл. ред. Сергей Васильевич Харитончик; учредитель Белорусский национальный технический университет (Минск). – 2022. – № 1. – С. 4-8. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/112379. – На рус. яз.
Эффективным подходом к исследованию вибрационных процессов в машинах и механизмах является выполнение Фурье-анализа гармонического состава колебаний. Этот метод экспресс-контроля остается актуальным и востребованным в акустической диагностике машин благодаря своей относительно высокой информативности. Расширение его аналитических возможностей проводится за счет внедрения дополнительных средств цифровой обработки вибрационных сигналов, в том числе интеллектуальных систем. Целью настоящей работы является создание цифрового метода спектрального анализа вибрационных сигналов, реализация которого возможна с применением интеллектуальных приборов. В работе на основе аддитивных комбинаций синусоидальных функций представлен метод полигармонической аппроксимации параметров сигналов, отображающих колебательные процессы в машинах. С использованием теоремы Релея и равенства Ляпунова – Парсеваля реализована технология усечения дискретизированного по времени разложения указанных сигналов в ряд Фурье. Устранение искажений частотного спектра колебаний выполняется путем подавления его боковых лепестков с помощью оконных фильтров. Для сопоставления эффективности различных окон использованы специальные параметры: ширина главного лепестка частотного спектра; коэффициент относительного расширения главных лепестков; максимальный относительный уровень боковых лепестков; коэффициент относительного ослабления энергии сигналов. При этом рассмотрены окна Хэннига, Натолла, Хэмминга, Барлетта, а в качестве базовых значений приняты параметры прямоугольного окна. Выработаны ограничения разрядности аналого-цифровых преобразователей сигналов в зависимости от требуемой точности соблюдения энергетического баланса при усечении дискретных Фурье-разложений. Приведен пример реализации цифровой технологии спектрального анализа параметров колебательных процессов.
Performing the Fourier analysis of the harmonic composition of oscillations is an effective approach to the study of vibration processes in machines and mechanisms. This method of express control remains relevant and highly demanded in the acoustic diagnostics of machines due to its relatively high informativeness. The expansion of its analytical capabilities is implemented by introducing additional means for digital processing of vibration signals, including smart systems. The objective of this work consists in creating a digital method for spectral analysis of vibration signals, the implementation of which would be possible with the use of smart devices. This work presents a method of polyharmonic approximation of the parameters of the signals reflecting oscillatory processes in machines based on the additive combinations of sinusoidal functions. The technology of truncation of the time discretised decomposition of the above signals into a Fourier series is implemented using the Rayleigh theorem and the Lyapunov – Parseval equality. The distortion of the frequency spectrum of oscillations is eliminated by suppressing its side lobes using window filters. To compare the efficiency of different windows, the following special parameters are used: width of the main lobe of the frequency spectrum; coefficient of relative expansion of the main lobes; maximum relative level of side lobes; coefficient of relative attenuation of signal energy. In so doing, the windows of Hanning, Nuttall, Hamming, Barlett were considered, and the parameters of a rectangular window were taken as basic values. The limitations of the digit capacity of analog- to-digital signal converters depending on the required accuracy of maintaining the energy balance when truncating the discrete Fourier expansions have been determined. An example of implementation of the digital technology of spectral analysis of the parameters of oscillatory processes is given.
004.89
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2022г.
труды сотрудников БНТУ = Машиностроительный факультет : кафедра "Интеллектуальные и мехатронные системы"
труды сотрудников БНТУ = Автоматика. Вычислительная техника (труды)
общий = СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
общий = ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
общий = КОЛЕБАНИЯ
общий = ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА
общий = ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Гулай, Анатолий Владимирович.
Цифровая технология спектрального анализа параметров колебаний = Digital technology for spectral analysis of oscillation parameters / А. В. Гулай, В. М. Зайцев // Системный анализ и прикладная информатика / гл. ред. Сергей Васильевич Харитончик; учредитель Белорусский национальный технический университет (Минск). – 2022. – № 1. – С. 4-8. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/112379. – На рус. яз.
Эффективным подходом к исследованию вибрационных процессов в машинах и механизмах является выполнение Фурье-анализа гармонического состава колебаний. Этот метод экспресс-контроля остается актуальным и востребованным в акустической диагностике машин благодаря своей относительно высокой информативности. Расширение его аналитических возможностей проводится за счет внедрения дополнительных средств цифровой обработки вибрационных сигналов, в том числе интеллектуальных систем. Целью настоящей работы является создание цифрового метода спектрального анализа вибрационных сигналов, реализация которого возможна с применением интеллектуальных приборов. В работе на основе аддитивных комбинаций синусоидальных функций представлен метод полигармонической аппроксимации параметров сигналов, отображающих колебательные процессы в машинах. С использованием теоремы Релея и равенства Ляпунова – Парсеваля реализована технология усечения дискретизированного по времени разложения указанных сигналов в ряд Фурье. Устранение искажений частотного спектра колебаний выполняется путем подавления его боковых лепестков с помощью оконных фильтров. Для сопоставления эффективности различных окон использованы специальные параметры: ширина главного лепестка частотного спектра; коэффициент относительного расширения главных лепестков; максимальный относительный уровень боковых лепестков; коэффициент относительного ослабления энергии сигналов. При этом рассмотрены окна Хэннига, Натолла, Хэмминга, Барлетта, а в качестве базовых значений приняты параметры прямоугольного окна. Выработаны ограничения разрядности аналого-цифровых преобразователей сигналов в зависимости от требуемой точности соблюдения энергетического баланса при усечении дискретных Фурье-разложений. Приведен пример реализации цифровой технологии спектрального анализа параметров колебательных процессов.
Performing the Fourier analysis of the harmonic composition of oscillations is an effective approach to the study of vibration processes in machines and mechanisms. This method of express control remains relevant and highly demanded in the acoustic diagnostics of machines due to its relatively high informativeness. The expansion of its analytical capabilities is implemented by introducing additional means for digital processing of vibration signals, including smart systems. The objective of this work consists in creating a digital method for spectral analysis of vibration signals, the implementation of which would be possible with the use of smart devices. This work presents a method of polyharmonic approximation of the parameters of the signals reflecting oscillatory processes in machines based on the additive combinations of sinusoidal functions. The technology of truncation of the time discretised decomposition of the above signals into a Fourier series is implemented using the Rayleigh theorem and the Lyapunov – Parseval equality. The distortion of the frequency spectrum of oscillations is eliminated by suppressing its side lobes using window filters. To compare the efficiency of different windows, the following special parameters are used: width of the main lobe of the frequency spectrum; coefficient of relative expansion of the main lobes; maximum relative level of side lobes; coefficient of relative attenuation of signal energy. In so doing, the windows of Hanning, Nuttall, Hamming, Barlett were considered, and the parameters of a rectangular window were taken as basic values. The limitations of the digit capacity of analog- to-digital signal converters depending on the required accuracy of maintaining the energy balance when truncating the discrete Fourier expansions have been determined. An example of implementation of the digital technology of spectral analysis of the parameters of oscillatory processes is given.
004.89
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2022г.
труды сотрудников БНТУ = Машиностроительный факультет : кафедра "Интеллектуальные и мехатронные системы"
труды сотрудников БНТУ = Автоматика. Вычислительная техника (труды)
общий = СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
общий = ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
общий = КОЛЕБАНИЯ
общий = ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА
общий = ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
