Kryžminio spektro supratimas
Apibrėžimas: Kas yra kryžminis spektras?
Kryžminis spektras (dar vadinamas kryžminiu galios spektru arba kryžminiu spektriniu tankiu) yra dažnių srities atvaizdavimas, parodantis ryšį tarp dviejų vienu metu išmatuotų vibracija signalus. Jis apskaičiuojamas padauginus FFT vieno signalo kito signalo FFT kompleksiniu konjugatu. Kitaip nei automatinis spektras kuris rodo vieno signalo dažnio turinį, kryžminis spektras atskleidžia, kurie dažniai yra bendri abiem signalams ir fazė Signalų santykis kiekviename dažnyje.
Kryžminis spektras yra esminis pažangios daugiakanalės virpesių analizės, įskaitant perdavimo funkcijos įvertinimą, elementas., darna analizė ir darbinės deformacijos formos (ODS) matavimai. Tai leidžia suprasti, kaip vibracija sklinda per konstrukcijas, ir nustatyti priežastinius ryšius tarp matavimo vietų.
Matematinis apibrėžimas
Skaičiavimas
- Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
- Kur X(f) = signalo x(t) FFT
- Y*(f) = signalo y(t) FFT kompleksinis konjugatas
- Rezultatas yra kompleksinių reikšmių (turi ir dydį, ir fazę)
Komponentai
- Dydis: |Gxy(f)| rodo bendro dažnio turinio stiprumą
- Etapas: ∠Gxy(f) rodo fazių skirtumą tarp signalų kiekvienu dažniu
- Tikroji dalis: Infazinis (kospektrinis) komponentas
- Įsivaizduojama dalis: Kvadratūrinė (90° fazės skirtumo) dedamoji
Ypatybės
Kompleksinės vertės
- Skirtingai nuo automatinio spektro (tik realaus), kryžminis spektras yra sudėtingas
- Pateikiama ir magnitudės, ir fazės informacija
- Etapas, labai svarbus norint suprasti signalų ryšius
Nesimetriškas
- Gxy(f) ≠ Gyx(f) paprastai
- Tvarka svarbi (kuris signalas yra atskaitos signalas)
- Gyx(f) = Gxy(f) kompleksinis konjugatas
Reikalingas vidurkinimas
- Vieno kryžminio spektro triukšmingumas ir nepatikimumas
- Vidutiniai daugybiniai kryžminiai spektrai stabiliam įvertinimui
- Triukšmo komponentų vidurkis artėja prie nulio (nekoriuoti)
- Koreliuojami komponentai sustiprina
Paraiškos
1. Perdavimo funkcijos skaičiavimas
Svarbiausias pritaikymas:
- H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
- Kur x = įvestis, y = išvestis
- Parodo, kaip sistema reaguoja į sužadinimą
- Dydis rodo stiprinimą / silpninimą
- Fazė rodo laiko uždelsimą arba rezonansinį elgesį
- Naudojamas modalinė analizė, struktūrinė dinamika
2. Nuoseklumo skaičiavimas
- Nuoseklumas = |Gxy|² / (Gxx × Gyy)
- Matuoja signalų koreliaciją kiekviename dažnyje
- Reikšmės 0–1: 1 = ideali koreliacija, 0 = nėra koreliacijos
- Patvirtina matavimo kokybę ir nustato triukšmą
3. Fazių ryšio nustatymas
- Kryžminio spektro fazė rodo laiko uždelsimą arba rezonansą
- 0° fazė: signalai fazėje (juda kartu)
- 180° fazė: signalai nefaziniai (juda priešinga kryptimi)
- 90° fazė: kvadratūra (rezonansas arba laiko uždelsimas)
- Režimų formų, vibracijos perdavimo diagnostika
4. Įprasto režimo atmetimas
- Kryžminis spektras identifikuoja dažnių komponentus, bendrus abiem kanalams
- Nekoreliuotas triukšmas slopina vidurkį
- Atskleidžia tikruosius signalo komponentus
- Pagerina signalo ir triukšmo santykį
Praktiniai matavimai
Tipiniai matavimo scenarijai
Guolių palyginimas
- Signalas X: Vibracija ties 1 guoliu
- Y signalas: Vibracija ties 2 guoliu
- Kryžminis spektras rodo dažnius, veikiančius abu guolius
- Nustato su rotoriumi susijusias problemas, palyginti su atskirų guolių problemomis
Įvesties ir išvesties analizė
- Signalas X: Jėga arba vibracija įėjime (mova, pavaros guolis)
- Y signalas: Atsakas išėjime (varomosios įrangos guolis)
- Kryžminis spektras atskleidžia perdavimo charakteristikas
- Perdavimo funkcija parodo, kaip vibracija perduodama
Struktūrinis perdavimas
- Signalas X: Guolio korpuso vibracija
- Y signalas: pamato arba rėmo vibracija
- Kryžminis spektras rodo, kurie dažniai praleidžia struktūrą
- Vadovauja izoliacijos ar sustingimo pastangoms
Interpretacija
Didelis magnitudės dažnis
- Rodo stiprią koreliaciją tarp signalų tuo dažniu
- Bendras šaltinis arba stiprus ryšys
- Abiejuose signaluose esantis komponentas
Mažas magnitudės dažnis
- Maža koreliacija (nekoriuota arba silpna sąsaja)
- Komponentas gali būti viename signale, bet ne kitame
- Arba nekoreliuotas komponentas (triukšmas, skirtingi šaltiniai)
Informacija apie fazę
- 0°: Signalai juda kartu (standus sujungimas arba žemiau rezonanso)
- 180°: Signalai juda priešinga kryptimi (virš rezonanso arba simetrijos)
- 90°: Kvadratūra (esant rezonansui arba specifinei geometrijai)
- Priklauso nuo dažnio: Faziniai pokyčiai atskleidžia dinaminį elgesį
Išplėstinės programos
Kelių įvesties / išvesties analizė
- Keli atskaitos signalai, keli atsako signalai
- Kryžminių spektrų matrica
- Identifikuoja kelis perdavimo kelius
- Sudėtingos sistemos apibūdinimas
Veikiančios deformacijos formos
- Kryžminiai spektrai tarp daugelio matavimo taškų
- Fazių ryšiai apibrėžia deformacijos modelį
- Vizualizuoja struktūrinį judėjimą
- Nustato rezonanso režimus
Kryžminio spektro analizė išplečia dažnių analizę nuo vieno kanalo iki daugiakanalės, atskleisdama ryšius tarp signalų, kurie leidžia apskaičiuoti perdavimo funkciją, patvirtinti koherenciją ir suprasti vibracijos perdavimo kelius. Nors kryžminio spektro analizė yra sudėtingesnė nei automatinis spektras, ji yra būtina atliekant pažangią vibracijos analizę, įskaitant modalinius bandymus, struktūrinę dinamiką ir sudėtingą mašinų diagnostiką, kuriai reikalingi daugiataškiai matavimai.
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 