Hanningo lango supratimas

Apibrėžimas: Kas yra Hanningo langas?

Svetainė Hanningo langas yra specifinis matematinės funkcijos tipas, taikomas laiko bangos formos duomenų blokui prieš jį apdorojant. Greitoji Furjė transformacija (FFT)Tai vienas iš dažniausiai naudojamų langų funkcijos vibracijos analizėje. Hanningo lango paskirtis – sumažinti paklaidą, vadinamą spektrinis nuotėkis.

Langas yra lygaus, varpo formos. Padauginus jį iš laiko signalo, signalas pačioje laiko bloko pradžioje ir pabaigoje tampa lygus nuliui, o signalo centras lieka nepakitęs. Šis siaurėjimo procesas užtikrina, kad imties bloko ribose nebūtų aštrių, dirbtinių pertrūkių.

Kodėl reikalingas Hanningo langas? (Spektrinis nuotėkis)

FFT algoritmas iš esmės daro prielaidą, kad baigtinis laiko duomenų blokas, kurį jis analizuoja, atitinka vieną tobulą, pasikartojantį signalo ciklą. Ši prielaida teisinga tik tuo atveju, jei kiekvieno dažnio komponento ciklų skaičius tiksliai telpa į laiko bloką. Realiame signale iš besisukančios mašinos taip beveik niekada nebūna.

Kai užfiksuojamas ne sveikasis skaičius ciklų, laiko bloko pabaiga nesutampa su pradžia. FFT šį neatitikimą laiko staigiu šuoliu arba trūkiu. Šis dirbtinis trūkis turi energijos, kuri nėra tikrojo signalo dalis, ir ši energija „nuteka“ į aplinkinius dažnių diapazonus FFT spektre. Šis nuotėkis gali:

• Dėl to vienas ryškus dažnio pikas atrodo kaip platus, išteptas pikas, todėl sunku tiksliai nustatyti dažnį.
• Užmaskuoti mažos amplitudės signalus, kurių dažnis yra artimas didelės amplitudės signalams.

Kaip Hanningo langas išsprendžia problemą

Priverstinai prilygindamas signalą nuliui laiko bloko ribose, Hanningo langas pašalina dirbtinį trūkį. FFT dabar mato sklandžiai pereinantį, periodinį signalą, kurį gali apdoroti daug tiksliau. Rezultatas – reikšmingas spektrinio nuotėkio sumažėjimas, dėl kurio:

• Patobulinta dažnio skiriamoji geba: Sumažėja tepimo efektas, o dažnių pikai spektre tampa ryškesni ir aiškiau apibrėžti.
• Pagerintas amplitudės tikslumas: Nors langas šiek tiek sumažina bendrą didžiausios amplitudės vertę (analizatorius tai kompensuoja žinomu korekcijos koeficientu), amplitudės rodmuo tinkamame dažnių intervale yra tikslesnis, nes į gretimus intervalus nutekėjo mažiau energijos.

Kada naudoti „Hanning“ langą

Hanningo langas yra numatytasis, bendrosios paskirties langas daugumai stacionarios būsenos mašinų vibracijos analizių. Tai labai geras kompromisas tarp dažnio skiriamosios gebos (kaip gerai galima atskirti artimus dažnius) ir amplitudės tikslumo. Jis turėtų būti naudojamas daugumai įprastų FFT matavimų tokiose mašinose kaip varikliai, siurbliai, ventiliatoriai ir kompresoriai.

Kiti langai, pvz., „Flattop“ (didelės amplitudės tikslumui) arba „Uniform“ (trumpalaikiams įvykiams), naudojami labiau specializuotoms reikmėms, tačiau bendrajai diagnostikai standartinis pasirinkimas yra „Hanning“.

← Atgal į pagrindinį rodyklę