Çarpaz Spektrın Anlanması
Tərif: Çarpaz Spektr nədir?
Çarpaz spektr (həmçinin çarpaz güc spektri və ya çarpaz spektral sıxlıq adlanır) eyni vaxtda ölçülən iki arasındakı əlaqənin tezlik sahəsinin təmsilidir vibrasiya siqnallar. çarpmaqla hesablanır FFT digər siqnalın FFT-nin kompleks konjugatı ilə bir siqnalın. birdən fərqli olaraq avtomatik spektr tək siqnalın tezlik məzmununu göstərən çarpaz spektr hansı tezliklərin hər iki siqnal üçün ümumi olduğunu ortaya qoyur. faza hər tezlikdə siqnallar arasında əlaqə.
Çapraz spektr, ötürmə funksiyasının qiymətləndirilməsi, o cümlədən qabaqcıl çoxkanallı vibrasiya təhlili üçün əsasdır., uyğunluq təhlili və Əməliyyat əyilmə formasının (ODS) ölçülməsi. Bu, vibrasiyanın strukturlar arasında necə yayıldığını anlamağa və ölçmə yerləri arasında səbəb-nəticə əlaqələrini müəyyən etməyə imkan verir.
Riyazi tərif
Hesablama
- Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
- Burada X(f) = x(t) siqnalının FFT-si
- Y*(f) = y(t) siqnalının FFT-nin kompleks konyuqatı
- Nəticə kompleks qiymətlidir (həm böyüklük, həm də faza var)
Komponentlər
- Böyüklük: |Gxy(f)| ümumi tezlik məzmun gücünü göstərir
- Phase: ∠Gxy(f) hər tezlikdə siqnallar arasında faza fərqini göstərir
- Real hissə: Fazadaxili (ko-spektral) komponent
- Xəyali hissə: Kvadrat (90° fazadan kənar) komponent
Xüsusiyyətlər
Kompleks Dəyərli
- Avtomatik spektrdən fərqli olaraq (yalnız real), çarpaz spektr mürəkkəbdir
- Həm böyüklük, həm də faza məlumatları ehtiva edir
- Siqnal əlaqələrini başa düşmək üçün vacib mərhələ
Simmetrik deyil
- Gxy(f) ≠ Gyx(f) ümumiyyətlə
- Sifariş vacibdir (hansı siqnal istinaddır)
- Gyx(f) = Gxy(f) kompleks konyuqatı
Ortalama Tələb olunur
- Tək spektrli səs-küylü və etibarsızdır
- Stabil qiymətləndirmə üçün orta çoxlu çarpaz spektrlər
- Səs-küy komponentləri sıfıra doğru orta hesabla (əlaqəsiz)
- Əlaqədar komponentlər gücləndirir
Proqramlar
1. Transfer funksiyasının hesablanması
Ən vacib tətbiq:
- H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
- Burada x = giriş, y = çıxış
- Sistemin həyəcana necə cavab verdiyini göstərir
- Böyüklük gücləndirmə/zəifləmə göstərir
- Faza vaxt gecikməsi və ya rezonans davranışını göstərir
- -də istifadə olunub modal analiz, struktur dinamikası
2. Koherensiyanın hesablanması
- Uyğunluq = |Gxy|² / (Gxx × Gyy)
- Hər tezlikdə siqnallar arasında korrelyasiyanı ölçür
- Dəyərlər 0-1: 1 = mükəmməl korrelyasiya, 0 = korrelyasiya yoxdur
- Ölçmə keyfiyyətini təsdiq edir və səs-küyü müəyyən edir
3. Münasibətlərin fazasının müəyyən edilməsi
- Çarpaz spektrdən gələn mərhələ vaxt gecikməsini və ya rezonansı göstərir
- 0° faza: fazada siqnallar (birlikdə hərəkət edir)
- 180° faza: fazadan kənar siqnallar (əksinə hərəkət edir)
- 90° faza: quadratura (rezonans və ya vaxt gecikməsi)
- Rejim formalarının diaqnostikası, vibrasiya ötürülməsi
4. Ümumi rejimdən imtina
- Çarpaz spektr hər iki kanal üçün ümumi tezlik komponentlərini müəyyən edir
- Əlaqəsiz səs-küy orta hesabla ləğv edilir
- Həqiqi siqnal komponentlərini ortaya qoyur
- Siqnal-küy nisbətini yaxşılaşdırır
Praktik Ölçmələr
Tipik Ölçmə Ssenariləri
Rulmanların müqayisəsi
- Siqnal X: Rulmanda vibrasiya 1
- Y siqnalı: 2-ci rulmanda vibrasiya
- Çapraz spektr hər iki yatağa təsir edən tezlikləri göstərir
- Rotorla əlaqəli problemləri və fərdi rulman problemlərini müəyyən edir
Giriş-Çıxış Təhlili
- Siqnal X: Girişdə qüvvə və ya vibrasiya (müftə, sürücü yatağı)
- Siqnal Y: Çıxışda cavab (idarə olunan avadanlıq yatağı)
- Çarpaz spektr ötürmə xüsusiyyətlərini ortaya qoyur
- Transfer funksiyası vibrasiyanın necə ötürüldüyünü göstərir
Struktur ötürülməsi
- Siqnal X: Rulman korpusunun vibrasiyası
- Y siqnalı: təməl və ya çərçivə vibrasiyası
- Çarpaz spektr hansı tezliklərin struktura ötürüldüyünü göstərir
- İzolyasiya və ya sərtləşdirmə səylərinə rəhbərlik edir
Təfsir
Tezlikdə Yüksək Böyüklük
- Həmin tezlikdə siqnallar arasında güclü korrelyasiyanı göstərir
- Ümumi mənbə və ya güclü birləşmə
- Komponent hər iki siqnalda mövcuddur
Tezlikdə Aşağı Böyüklük
- Kiçik korrelyasiya (korrelyasiya olmayan və ya zəif birləşmə)
- Komponent bir siqnalda mövcud ola bilər, digərində olmaya bilər
- Və ya əlaqəli olmayan komponentlər (səs-küy, müxtəlif mənbələr)
Faza məlumatı
- 0°: Siqnallar birlikdə hərəkət edir (sərt əlaqə və ya rezonansdan aşağı)
- 180°: Siqnallar əks istiqamətdə hərəkət edir (rezonans və ya simmetriyadan yuxarı)
- 90°: Kvadrat (rezonans və ya xüsusi həndəsə ilə)
- Tezlikdən asılı: Faza dəyişiklikləri dinamik davranışı ortaya qoyur
Qabaqcıl Proqramlar
Çoxlu Giriş/Çıxış Analizi
- Çoxlu istinad siqnalları, çoxlu cavab siqnalları
- Çarpaz spektrlərin matrisi
- Çox ötürmə yollarını müəyyən edir
- Kompleks sistemin xarakteristikası
Əməliyyat əyilmə formaları
- Çox ölçmə nöqtələri arasında çarpaz spektrlər
- Faza əlaqələri əyilmə modelini müəyyən edir
- Struktur hərəkəti vizuallaşdırır
- Rezonans rejimlərini müəyyən edir
Çarpaz spektr tezlik analizini tək kanaldan çoxkanala qədər genişləndirir, ötürmə funksiyasının hesablanmasına, koherensiyanın yoxlanılmasına və vibrasiya ötürmə yollarının başa düşülməsinə imkan verən siqnallar arasında əlaqələri aşkar edir. Avtospektrdən daha mürəkkəb olsa da, çarpaz spektr modal sınaq, struktur dinamika və çox nöqtəli ölçmələr tələb edən mürəkkəb mexanizm diaqnostikası daxil olmaqla qabaqcıl vibrasiya təhlili üçün vacibdir.