A keresztspektrum megértése
Definíció: Mi a keresztspektrum?
Keresztspektrumú (más néven kereszt-teljesítmény spektrum vagy kereszt-spektrális sűrűség) két egyidejűleg mért anyag közötti kapcsolat frekvenciatartománybeli reprezentációja. rezgés jelek. Kiszámítása úgy történik, hogy megszorozzuk FFT az egyik jel FFT-jének komplex konjugátumával. Ellentétben egy autospektrum amely egyetlen jel frekvenciatartalmát mutatja, a keresztspektrum feltárja, hogy mely frekvenciák közösek mindkét jelben és a fázis Az egyes frekvenciákon lévő jelek közötti kapcsolat.
A keresztspektrum alapvető fontosságú a fejlett többcsatornás rezgéselemzéshez, beleértve az átviteli függvény becslését is., koherencia elemzés és az üzemi elmozdulás alakjának (ODS) mérése. Lehetővé teszi a rezgés szerkezeteken keresztüli terjedésének megértését, valamint a mérési helyek közötti ok-okozati összefüggések azonosítását.
Matematikai definíció
Számítás
- Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
- Ahol X(f) = az x(t) jel FFT-je
- Y*(f) = az y(t) jel FFT-jének komplex konjugáltja
- Az eredmény komplex értékű (mind nagyságrenddel, mind fázissal rendelkezik)
Alkatrészek
- Nagyságrend: A |Gxy(f)| a közös frekvenciatartalom erősségét mutatja
- Fázis: A ∠Gxy(f) a jelek fáziskülönbségét mutatja az egyes frekvenciákon
- Valódi rész: Fázisban lévő (kospektrális) komponens
- Képzeletbeli rész: Kvadratúra (90°-os fáziskülönbség) komponens
Tulajdonságok
Komplex értékű
- Az autospektrummal (csak valós) ellentétben a keresztspektrum összetett
- Nagyságrend- és fázisinformációkat is tartalmaz
- A jelkapcsolatok megértéséhez kulcsfontosságú fázis
Nem szimmetrikus
- Gxy(f) ≠ Gyx(f) általában
- A sorrend számít (melyik jel a referencia)
- Gyx(f) = Gxy(f) komplex konjugátuma
Átlagolás szükséges
- Egyetlen keresztspektrum zajos és megbízhatatlan
- Átlagos többszörös keresztspektrumok a stabil becsléshez
- A zajkomponensek átlaga nullához közelít (korrelálatlan)
- Az összefüggő komponensek erősítik
Alkalmazások
1. Átviteli függvény kiszámítása
Legfontosabb alkalmazás:
- H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
- Ahol x = bemenet, y = kimenet
- Megmutatja, hogyan reagál a rendszer a gerjesztésre
- A nagyságrend az erősítést/csillapítást mutatja
- A fázis időbeli késleltetést vagy rezonancia viselkedést mutat
- Használt modális elemzés, strukturális dinamika
2. Koherencia-számítás
- Koherencia = |Gxy|² / (Gxx × Gyy)
- A jelek közötti korrelációt méri az egyes frekvenciákon
- 0-1 értékek: 1 = tökéletes korreláció, 0 = nincs korreláció
- Érvényesíti a mérési minőséget és azonosítja a zajt
3. Fáziskapcsolat meghatározása
- A keresztspektrum fázisa időbeli késleltetést vagy rezonanciát mutat
- 0° fázis: a jelek fázisban vannak (együtt mozognak)
- 180°-os fázis: a jelek fázison kívül helyezkednek el (szemben mozognak)
- 90°-os fázis: kvadratúra (rezonancia vagy időeltolódás)
- Módusformák és rezgésátvitel diagnosztikája
4. Közös módusú kizárás
- A keresztspektrum azonosítja a mindkét csatornában közös frekvenciakomponenseket
- Korrelálatlan zajszűrés az átlagolásban
- Feltárja a valódi jelösszetevőket
- Javítja a jel-zaj arányt
Gyakorlati mérések
Tipikus mérési forgatókönyvek
Csapágy-összehasonlítás
- X jel: Rezgés az 1-es csapágynál
- Y jel: Rezgés a 2-es csapágynál
- A keresztspektrum mindkét csapágyat érintő frekvenciákat mutatja
- Azonosítja a rotorral kapcsolatos problémákat az egyes csapágyproblémákkal szemben
Bemenet-kimenet elemzés
- X jel: Erő vagy rezgés a bemeneten (tengelykapcsoló, hajtócsapágy)
- Y jel: Válasz a kimeneten (hajtott berendezés csapágya)
- A keresztspektrum feltárja az átviteli jellemzőket
- Az átviteli függvény megmutatja, hogyan terjed a rezgés
Szerkezeti átvitel
- X jel: Csapágyház rezgése
- Y jel: Alapozás vagy váz rezgése
- A keresztspektrum megmutatja, hogy mely frekvenciák terjednek át a szerkezetre
- Irányítja az izolációs vagy merevítő erőfeszítéseket
Értelmezés
Nagy magnitúdó frekvencián
- Erős korrelációt jelez a jelek között az adott frekvencián
- Közös forrás vagy erős csatolás
- Mindkét jelben jelen lévő komponens
Alacsony magnitúdó frekvencián
- Csekély korreláció (korrelálatlan vagy gyenge csatolás)
- Az egyik jelben jelen lehet egy komponens, a másikban nem.
- Vagy korrelálatlan komponens (zaj, különböző források)
Fázisinformációk
- 0°: A jelek együtt mozognak (merev csatlakozás vagy rezonancia alatt)
- 180°: A jelek ellentétesen mozognak (a rezonancia vagy a szimmetria felett)
- 90°: Kvadratúra (rezonancián vagy adott geometrián)
- Frekvenciafüggő: A fázisváltozások dinamikus viselkedést mutatnak
Speciális alkalmazások
Több bemenet/kimenet elemzés
- Több referenciajel, több válaszjel
- Kereszt-spektrumok mátrixa
- Több átviteli útvonalat azonosít
- Komplex rendszer jellemzése
Elhajlási alakzatok működtetése
- Kereszt-spektrumok sok mérési pont között
- A fáziskapcsolatok meghatározzák az elhajlási mintázatot
- Vizualizálja a szerkezeti mozgást
- Rezonancia módok azonosítása
A keresztspektrum-analízis kiterjeszti a frekvenciaanalízist az egycsatornásról a többcsatornásra, feltárva a jelek közötti kapcsolatokat, amelyek lehetővé teszik az átviteli függvény kiszámítását, a koherencia-validációt és a rezgésátviteli útvonalak megértését. Bár összetettebb, mint az autospektrum-analízis, a keresztspektrum-analízis elengedhetetlen a fejlett rezgésanalízishez, beleértve a modális tesztelést, a szerkezeti dinamikát és a többpontos méréseket igénylő kifinomult gépdiagnosztikát.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 