Cross-Spectrum là gì? Phân tích tần số hai kênh • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Cross-Spectrum là gì? Phân tích tần số hai kênh • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Cross-Spectrum là gì? Phân tích tần số hai kênh

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về Cross-Spectrum

Định nghĩa: Cross-Spectrum là gì?

Phổ chéo (còn gọi là phổ công suất chéo hoặc mật độ phổ chéo) là biểu diễn miền tần số của mối quan hệ giữa hai phép đo đồng thời rung động tín hiệu. Nó được tính bằng cách nhân FFT của một tín hiệu bằng liên hợp phức tạp của FFT của tín hiệu kia. Không giống như một quang phổ tự động cho thấy nội dung tần số của một tín hiệu duy nhất, phổ chéo cho thấy tần số nào là chung cho cả hai tín hiệu và giai đoạn mối quan hệ giữa các tín hiệu ở mỗi tần số.

Phổ chéo là cơ bản đối với phân tích rung động đa kênh tiên tiến bao gồm ước tính hàm truyền, sự mạch lạc Phân tích và đo Hình dạng Độ lệch Vận hành (ODS). Nó cho phép hiểu cách rung động lan truyền qua các cấu trúc và xác định mối quan hệ nhân quả giữa các vị trí đo.

Định nghĩa toán học

Tính toán

  • Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
  • Trong đó X(f) = FFT của tín hiệu x(t)
  • Y*(f) = liên hợp phức của FFT của tín hiệu y(t)
  • Kết quả có giá trị phức tạp (có cả độ lớn và pha)

Thành phần

  • Kích cỡ: |Gxy(f)| thể hiện cường độ nội dung tần số chung
  • Phase: ∠Gxy(f) thể hiện sự khác biệt về pha giữa các tín hiệu ở mỗi tần số
  • Phần thực: Thành phần cùng pha (đồng phổ)
  • Phần ảo: Thành phần vuông góc (lệch pha 90°)

Của cải

Giá trị phức tạp

  • Không giống như quang phổ tự động (chỉ thực tế), quang phổ chéo rất phức tạp
  • Chứa cả thông tin về độ lớn và pha
  • Giai đoạn quan trọng để hiểu mối quan hệ tín hiệu

Không đối xứng

  • Gxy(f) ≠ Gyx(f) nói chung
  • Thứ tự quan trọng (tín hiệu nào là tham chiếu)
  • Gyx(f) = liên hợp phức của Gxy(f)

Yêu cầu trung bình

  • Phổ đơn nhiễu và không đáng tin cậy
  • Phổ chéo trung bình nhiều lần để ước tính ổn định
  • Các thành phần nhiễu trung bình hướng tới 0 (không tương quan)
  • Các thành phần tương quan củng cố

Ứng dụng

1. Tính toán hàm truyền

Ứng dụng quan trọng nhất:

  • H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
  • Trong đó x = đầu vào, y = đầu ra
  • Hiển thị cách hệ thống phản ứng với sự kích thích
  • Độ lớn thể hiện sự khuếch đại/suy giảm
  • Pha cho thấy hành vi trễ thời gian hoặc cộng hưởng
  • Được sử dụng trong phân tích mô hình, động lực học cấu trúc

2. Tính toán tính mạch lạc

  • Độ kết dính = |Gxy|² / (Gxx × Gyy)
  • Đo lường mối tương quan giữa các tín hiệu ở mỗi tần số
  • Giá trị 0-1: 1 = tương quan hoàn hảo, 0 = không có tương quan
  • Xác thực chất lượng đo lường và xác định nhiễu

3. Xác định mối quan hệ pha

  • Pha từ phổ chéo cho thấy độ trễ thời gian hoặc cộng hưởng
  • Pha 0°: tín hiệu cùng pha (chuyển động cùng nhau)
  • Pha 180°: tín hiệu lệch pha (chuyển động ngược chiều)
  • Pha 90°: vuông góc (cộng hưởng hoặc trễ thời gian)
  • Chẩn đoán hình dạng chế độ, truyền rung động

4. Từ chối chế độ chung

  • Phổ chéo xác định các thành phần tần số chung cho cả hai kênh
  • Hủy bỏ tiếng ồn không tương quan trong việc trung bình
  • Tiết lộ các thành phần tín hiệu thực sự
  • Cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu

Các phép đo thực tế

Các kịch bản đo lường điển hình

So sánh vòng bi

  • Tín hiệu X: Rung động tại ổ trục 1
  • Tín hiệu Y: Rung động tại ổ trục 2
  • Phổ chéo cho thấy tần số ảnh hưởng đến cả hai phương vị
  • Xác định các vấn đề liên quan đến rôto so với các vấn đề về ổ trục riêng lẻ

Phân tích đầu vào-đầu ra

  • Tín hiệu X: Lực hoặc rung động tại đầu vào (khớp nối, ổ trục truyền động)
  • Tín hiệu Y: Phản hồi ở đầu ra (ổ trục thiết bị dẫn động)
  • Phổ chéo cho thấy đặc điểm truyền dẫn
  • Hàm truyền cho thấy cách rung động truyền đi

Truyền động kết cấu

  • Tín hiệu X: Rung động vỏ ổ trục
  • Tín hiệu Y: Rung động của nền móng hoặc khung
  • Phổ chéo cho thấy tần số nào truyền đến cấu trúc
  • Hướng dẫn các nỗ lực cô lập hoặc làm cứng

Diễn giải

Cường độ cao ở tần số

  • Chỉ ra mối tương quan mạnh mẽ giữa các tín hiệu ở tần số đó
  • Nguồn chung hoặc liên kết mạnh
  • Thành phần có trong cả hai tín hiệu

Cường độ thấp ở tần số

  • Ít tương quan (không tương quan hoặc liên kết yếu)
  • Thành phần có thể có trong một tín hiệu nhưng không có trong tín hiệu khác
  • Hoặc thành phần không tương quan (nhiễu, các nguồn khác nhau)

Thông tin pha

  • 0°: Các tín hiệu di chuyển cùng nhau (kết nối cứng hoặc dưới cộng hưởng)
  • 180°: Tín hiệu di chuyển ngược lại (trên cộng hưởng hoặc đối xứng)
  • 90°: Tích phân vuông góc (ở cộng hưởng hoặc hình học cụ thể)
  • Phụ thuộc vào tần suất: Sự thay đổi pha cho thấy hành vi động

Ứng dụng nâng cao

Phân tích nhiều đầu vào/đầu ra

  • Nhiều tín hiệu tham chiếu, nhiều tín hiệu phản hồi
  • Ma trận phổ chéo
  • Xác định nhiều đường truyền
  • Đặc điểm hệ thống phức tạp

Hình dạng lệch vận hành

  • Phổ chéo giữa nhiều điểm đo
  • Các mối quan hệ pha xác định mô hình độ lệch
  • Hình dung chuyển động cấu trúc
  • Xác định chế độ cộng hưởng

Phổ chéo mở rộng phân tích tần số từ kênh đơn sang đa kênh, làm rõ mối quan hệ giữa các tín hiệu, cho phép tính toán hàm truyền, xác thực tính nhất quán và hiểu rõ đường truyền rung động. Mặc dù phức tạp hơn phổ tự động, phổ chéo rất cần thiết cho phân tích rung động nâng cao, bao gồm thử nghiệm mô hình, động lực học kết cấu và chẩn đoán máy móc phức tạp đòi hỏi phép đo đa điểm.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp