Re: Спектральный + звуковой анализ (обсуждение)
Добавлено: 13 дек 2014, 22:37
когда этой темой интересовался
проблема в том, что скрипт на мт про практически не работоспособен на еденицах и десятках герц. Минимум сотни видно.
вот еще в 2009 году писал. Но все только посмеялись. http://club.motor-master.ru/viewtopic.php?f=142&t=178
Вейвлет-преобразование в автодиагностике: идеи и обсуждения
решил узнать о чем вобще речь и что такое вэйвлет и как он может помочь в автодиагностике, как и впрочем вобще вибродиагностика может нам помочь.
оказалось применяется давно в корабельных дизелях. но есть несколько моментов которые можно применить не зависимо от типа и модели двигателя.
вкратце о вейвлетах
Вэйвлеты (wavelet) и вэйвлет-преобразование - это новый способ обработки и исследования сигналов, теория которого разработана совсем недавно, с появлением быстродействующих компьютеров, так как требует большого объема вычислений. Вэйвлет можно считать трехмерным спектром, где по оси X - время, по оси Y - частота, а по оси Z - амплитуда гармоники с данной частотой в данный момент времени. Обычно на двухмерной плоскости (на экране, на бумаге) ось Z отображают в виде градаций черного цвета. При этом черный цвет - максимальная амплитуда, а белый - минимальная. Тогда самые интересные места сразу видно по черным пятнам.
Математика
Вэйвлет - это в дословном переводе "маленькая волна". За основу, обычно, берется один из простейших графиков. Видно, что график быстро затухает по краям.
Далее этот вэйвлет прикладывается к сигналу (делается свертка) при этом его можно растягивать (то есть менять частоту) и передвигать по временной оси (то есть менять время). Мы получаем двухмерный массив амплитуд в зависимости от частоты и времени.
Реально мы получаем комплексный массив (как и в спектре), но на рисунках изображены только амплитуды. Фазовая картинка выглядит очень красиво, но малопонятно. При вычислении "в лоб" мы получаем огромный объем вычислений, недоступный даже современным персональным компьютерам. Существует алгоритм быстрого вэйвлет-преобразования, подобно Быстрому Преобразованию Фурье (БПФ) для спектров, время вычисления для которого значительно меньше. Также есть обратное вэйвлет-преобразование для восстановления формы сигнала.
чем это может нам помочь?
пример снятия поцилиндрового баланса вибродатчиком за 5 секунд
Другим примером из области ДВС является возможность косвенного индицирования двигателей по сигналу вибрации. На рис. 8 представлены результаты анализа виброскорости блока трёхцилиндрового четырёхтактного дизеля с частотой вращения 600 об/мин при различном качестве его регулировки. Основная частота анализа соответствовала частоте вспышек в дизеле 3*10/2=15 Гц, анализ проведён до четвёртой гармоники.
Наиболее интересные результаты получены для третьей гармоники. При введении разрегулировки по цилиндровой мощности (Pi) у третьей гармоники появляется явная фазовая нестационарность (тёмная зона) с фазовым масштабом порядка фазы работы одного цилиндра. Разрегулировка по максимальному давлению практически не влияет на исходную картинку. Однако введение дополнительной разрегулировки в том же цилиндре по максимальному давлению (Pz) усиливает неоднородность, резко оконтуривая тёмную зону с двух сторон. Следует отметить, что в практических приложениях наиболее важна косвенная индикация разрегулировки по цилиндровой мощности, которая может приводить, в частности, к пережогу топлива. Разрегулировка по максимальному давлению обычно достаточно хорошо оценивается субъективно как жёсткая работа двигателя. Чувствительность метода можно повысить путём применения фазового усреднения (синхронного накопления) результатов на продолжительных интервалах времени.
2) Gnat отписался по методике диагностики коленвала. которую также очень удобно будет смотреть в вэйвлете
вот ссылки для заинтересовавшихся
http://www.vibration.narod.ru/articles/wavelet.htm
http://www.vibration.ru/wavelet.shtml
я пока не проводил полноценные эксперименты с ультразвуковым шумом полусухого и сухого трения. но выпустил из компрессора масло и проверил- появился небольшой пик в районе 25 кгц. дальше проверять не рискнул , уж очень дорогая вещь компрессор icon_smile.gif .
но для диагностики нагара на клапанах и нарушения работы КШМ частоты нужны намного меньшие. Gnat советует например обрезать фильтром до 200 Гц. вибрации шариковых подшипников можно узнать с помощью программы http://zamaraew.narod.ru/page1.html . там все от сотни герц до десятков кгц.
проблема в том, что скрипт на мт про практически не работоспособен на еденицах и десятках герц. Минимум сотни видно.
вот еще в 2009 году писал. Но все только посмеялись. http://club.motor-master.ru/viewtopic.php?f=142&t=178
Вейвлет-преобразование в автодиагностике: идеи и обсуждения
решил узнать о чем вобще речь и что такое вэйвлет и как он может помочь в автодиагностике, как и впрочем вобще вибродиагностика может нам помочь.
оказалось применяется давно в корабельных дизелях. но есть несколько моментов которые можно применить не зависимо от типа и модели двигателя.
вкратце о вейвлетах
Вэйвлеты (wavelet) и вэйвлет-преобразование - это новый способ обработки и исследования сигналов, теория которого разработана совсем недавно, с появлением быстродействующих компьютеров, так как требует большого объема вычислений. Вэйвлет можно считать трехмерным спектром, где по оси X - время, по оси Y - частота, а по оси Z - амплитуда гармоники с данной частотой в данный момент времени. Обычно на двухмерной плоскости (на экране, на бумаге) ось Z отображают в виде градаций черного цвета. При этом черный цвет - максимальная амплитуда, а белый - минимальная. Тогда самые интересные места сразу видно по черным пятнам.
Математика
Вэйвлет - это в дословном переводе "маленькая волна". За основу, обычно, берется один из простейших графиков. Видно, что график быстро затухает по краям.
Далее этот вэйвлет прикладывается к сигналу (делается свертка) при этом его можно растягивать (то есть менять частоту) и передвигать по временной оси (то есть менять время). Мы получаем двухмерный массив амплитуд в зависимости от частоты и времени.
Реально мы получаем комплексный массив (как и в спектре), но на рисунках изображены только амплитуды. Фазовая картинка выглядит очень красиво, но малопонятно. При вычислении "в лоб" мы получаем огромный объем вычислений, недоступный даже современным персональным компьютерам. Существует алгоритм быстрого вэйвлет-преобразования, подобно Быстрому Преобразованию Фурье (БПФ) для спектров, время вычисления для которого значительно меньше. Также есть обратное вэйвлет-преобразование для восстановления формы сигнала.
чем это может нам помочь?
пример снятия поцилиндрового баланса вибродатчиком за 5 секунд
Другим примером из области ДВС является возможность косвенного индицирования двигателей по сигналу вибрации. На рис. 8 представлены результаты анализа виброскорости блока трёхцилиндрового четырёхтактного дизеля с частотой вращения 600 об/мин при различном качестве его регулировки. Основная частота анализа соответствовала частоте вспышек в дизеле 3*10/2=15 Гц, анализ проведён до четвёртой гармоники.
Наиболее интересные результаты получены для третьей гармоники. При введении разрегулировки по цилиндровой мощности (Pi) у третьей гармоники появляется явная фазовая нестационарность (тёмная зона) с фазовым масштабом порядка фазы работы одного цилиндра. Разрегулировка по максимальному давлению практически не влияет на исходную картинку. Однако введение дополнительной разрегулировки в том же цилиндре по максимальному давлению (Pz) усиливает неоднородность, резко оконтуривая тёмную зону с двух сторон. Следует отметить, что в практических приложениях наиболее важна косвенная индикация разрегулировки по цилиндровой мощности, которая может приводить, в частности, к пережогу топлива. Разрегулировка по максимальному давлению обычно достаточно хорошо оценивается субъективно как жёсткая работа двигателя. Чувствительность метода можно повысить путём применения фазового усреднения (синхронного накопления) результатов на продолжительных интервалах времени.
2) Gnat отписался по методике диагностики коленвала. которую также очень удобно будет смотреть в вэйвлете
вот ссылки для заинтересовавшихся
http://www.vibration.narod.ru/articles/wavelet.htm
http://www.vibration.ru/wavelet.shtml
я пока не проводил полноценные эксперименты с ультразвуковым шумом полусухого и сухого трения. но выпустил из компрессора масло и проверил- появился небольшой пик в районе 25 кгц. дальше проверять не рискнул , уж очень дорогая вещь компрессор icon_smile.gif .
но для диагностики нагара на клапанах и нарушения работы КШМ частоты нужны намного меньшие. Gnat советует например обрезать фильтром до 200 Гц. вибрации шариковых подшипников можно узнать с помощью программы http://zamaraew.narod.ru/page1.html . там все от сотни герц до десятков кгц.