Разумевање Ханинговог прозора

Дефиниција: Шта је Ханингов прозор?

The Ханингов прозор је специфичан тип математичке функције која се примењује на блок података временског таласног облика пре него што га обради Брза Фуријеова трансформација (FFT)То је један од најчешће коришћених прозори функције у анализи вибрација. Сврха Ханинговог прозора је да минимизира грешку познату као спектрално цурење.

Прозор има глатки, звонасти облик. Када се помножи са временским сигналом, сигнал се приморава да буде нула на самом почетку и крају временског блока, а центар сигнала остаје непромењен. Овај процес сужавања осигурава да блок узорка не садржи оштре, вештачке дисконтинуитете на својим границама.

Зашто је Ханингов прозор неопходан? (Спектрално цурење)

FFT алгоритам у основи претпоставља да коначан блок временских података који анализира представља један савршен, понављајући циклус сигнала. Ова претпоставка је тачна само ако се цео број циклуса сваке фреквентне компоненте тачно уклапа у временски блок. У реалном сигналу из ротирајуће машине, ово скоро никада није случај.

Када се забележи број циклуса који није цео број, крај временског блока се не поклапа са почетком. FFT види ово неусклађење као оштар скок или дисконтинуитет. Овај вештачки дисконтинуитет садржи енергију која није део стварног сигнала, и та енергија „цури“ у околне фреквентне интервале у FFT спектру. Ово цурење може:

• Узрокују да се један, оштар фреквентни врх појави као широк, размазан врх, што отежава одређивање тачне фреквенције.
• Нејасни сигнали мале амплитуде који су по фреквенцији блиски сигналима велике амплитуде.

Како Ханингов прозор решава проблем

Присиљавањем сигнала на нулу на границама временског блока, Ханингов прозор уклања вештачки дисконтинуитет. FFT сада види глатко прелазећи, периодични сигнал, који може да обрађује много прецизније. Резултат је значајно смањење спектралног цурења, што доводи до:

• Побољшана фреквентна резолуција: Ефекат размазивања је смањен, а фреквентни врхови у спектру постају оштрији и јасније дефинисани.
• Побољшана тачност амплитуде: Иако прозор незнатно смањује укупну амплитуду врха (анализатор примењује познати фактор корекције ради компензације), очитавање амплитуде на исправном фреквентном интервалу је тачније јер је мање енергије процурило у суседне интервале.

Када користити Ханингов прозор

Ханингов прозор је подразумевани прозор опште намене за већину анализа вибрација машина у стационарном стању. Пружа веома добар компромис између фреквентне резолуције (колико добро можете раздвојити блиске фреквенције) и тачности амплитуде. Требало би да се користи за велику већину рутинских FFT мерења на машинама попут мотора, пумпи, вентилатора и компресора.

Други прозори, попут Flattop (за високу амплитудно тачност) или Uniform (за пролазне догађаје), користе се за специјализованије примене, али Hanning је стандардни избор за општу дијагностику.

← Назад на главни индекс