|
DOI: 10.14489/td.2018.08.pp.040-045
Якимов В. Н., Машков А. В.
ЦИФРОВОЙ АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ПРОЦЕССА ВИБРАЦИИ
(с. 40-45)
Аннотация. Рассмотрен цифровой алгоритм вычисления оценок амплитудного спектра. Алгоритм разработан на основе бинарного знакового аналого-стохастического квантования в качестве первичного преобразования непрерывного многокомпонентного процесса в цифровую форму. Результатом такого квантования является знаковый сигнал. Обработка знаковых сигналов позволила осуществить аналитическое вычисление операций интегрирования при переходе от непрерывной формы представления спектральной оценки к ее вычислению в цифровом виде. Вследствие этого операции умножения вырождаются в процедуры, которые в своей основе требуют выполнения логических операций и простых алгебраических операций суммирования и вычитания, что снижает трудоемкость цифрового оценивания спектрального состава многокомпонентного процесса. Теоретические результаты проверены экспериментально на реальных вибрационных сигналах. Экспериментальные исследования показали, что разработанный алгоритм имеет устойчивые характеристики обнаружения гармонических компонент.
Ключевые слова: вибрация, гармонический анализ, стохастическое квантование, знаковый сигнал, цифровой алгоритм, транспортное средство.
Yakimov V. N., Mashkov O. V.
DIGITAL ALGORITHM FOR ESTIMATING THE SPECTRAL COMPOSITION OF A MULTICOMPONENT VIBRATION PROCESS
(pp. 40-45)
Abstract. A digital algorithm for calculating the amplitude spectrum estimates is considered. The algorithm is developed based on the use of binary sign-function analog-stochastic quantization for the primary transformation of a continuous multicomponent process into a digital form. The result of this quantization is the sign signal. The processing of sign signals allowed carrying out an analytical computation of the integration operations in the transition from a continuous form of the spectral estimation representation to its calculation in a digital form. As a consequence, multiplication operations degenerate into procedures that basically require the execution of logical operations and simple algebraic operations of summation and subtraction. This reduces the complexity of digital estimation of the spectral composition of a multicomponent process. The theoretical findings are experimentally validated on real-world vibration signals. All theoretical findings are experimentally validated on simulated and real-world vibration signals. Experimental studies have shown that the developed algorithm has stable characteristics of detection of harmonic components.
Keywords: vibration, harmonic analysis, stochastic quantization, sign signal, digital algorithm, vehicle.
В. Н. Якимов, А. В. Машков (Самарский государственный технический университет, Самара, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. N. Yakimov, O. V. Mashkov (Samara State Technical University, Samara, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; под ред. В. В. Клюева. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2003. 656 с.
2. Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 7: в 2 кн. Кн. 1. Метод акустической эмиссии / В. И. Иванов, И. Э. Власов. Кн. 2. Вибродиагностика / Ф. Я. Балицкий, А. В. Барков, Н. А. Баркова и др. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2006. 829 с.
3. Гольдин А. С. Вибрация роторных машин. М.: Машиностроение, 1999. 344 с.
4. Петрухин В. В., Петрухин С. В. Основы вибродиагностики и средства измерения вибрации. М.: Инфра-Инженерия, 2010. 176 с.
5. Adams M. L. Rotating machinery vibration: from analysis to troubleshooting. 2nd ed. CRC Press, 2010. 476 p.
6. Brandt A. Noise and vibration analysis: Signal analysis and experimental procedures. Chichester: Wiley, 2011. 464 p.
7. Girdhar P. Practical machinery vibration analysis and predictive maintenance. Elsevier, 2004. 255 p.
8. Taylor J. I. The vibration analysis handbook: A practical guide for solving rotating machinery problems. 2nd ed. VCI, 2003. 375 p.
9. Марпл.-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.
10. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Т. 1. М.: Мир, 1983. 312 с.
11. Мирский Г. Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. М.: Энергоиздат, 1982. 320 с.
12. Якимов В. Н. Цифровой комплексный статистический анализ на основе знакового представления случайных процессов // Известия Самарского научного центра РАН. 2016. Т. 18. № 4 (7). С. 1346 – 1353.
13. Якимов В. Н. Цифровой гармонический анализ многокомпонентных случайных процессов // Измерительная техника. 2006. № 4. С. 22 – 26.
14. Якимов В. Н., Горбачев О. В. Программно-аппаратное обеспечение системы оценки амплитудного спектра многокомпонентных процессов // Приборы и техника эксперимента. 2013. № 5. С. 49 – 55.
15. ГОСТ Р ИСО 13373-2–2009. Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Ч. 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации: Введ. 2001-01-01. М.: Стандартинформ, 2010. 28 с.
16. ГОСТ 31191.1–2004 (ИСО 2631-1:1997). Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Ч. I. Общие требования. Введ. 2008-07-01. М.: Стандартинформ, 2010. 25 с.
17. ГОСТ 55855–2013. Автомобильные транспортные средства. Методы измерения и оценки общей вибрации. Введ. 2014-09-01. М.: Стандартинформ, 2014. 18 с.
18. ГОСТ ИСО 10326-1–2002. Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Ч. 1. Общие требования. Введ. 2007-11-01. М.: Стандартинформ, 2017. 8 с.
19. ГОСТ ИСО 8002–99. Вибрация. Вибрация наземного транспорта. Представление результатов измерений. Введ. 2001-01-01. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 2000. 13 с.
1. Klyuev V. V. (Ed.), Sosnin F. R., Kovalev A. V. et al. (2003). Nondestructive testing and diagnostics: Handbook. 2nd Ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Klyuev V. V. (Ed.), Ivanov V.I., Vlasov I. E., Balitsky F. Ya, Barkov A. V., Barkova N. A. et al. (2005). Nondestructive testing: Handbook: In 8 volumes. Vol 7: In 2 books. Book 1. Method of acoustic emission. Book 2. Vibrodiagnostics. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Gol'din A. S. (1999). Vibration of rotary machines. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Petrukhin V.V., Petrukhin S.V. (2010). Fundamentals of vibration diagnostics and means of measuring vibration. Moscow: Infra - Engineering. [in Russian language]
5. Adams M. L. (2010). Rotating machinery vibration: from analysis to troubleshooting. Second Edition. CRC Press.
6. Brandt A. (2011). Noise and vibration analysis: Signal analysis and experimental procedures. Chichester: Wiley.
7. Girdhar P. (2004). Practical machinery vibration analysis and predictive maintenance. Elsevier.
8. Taylor J. I. (2003). The vibration analysis handbook: A practical guide for solving rotating machinery problems. Second Edition. VCI.
9. Marpl Jr. S. L. (1987). Digital Spectral Analysis: With Applications. Moscow: Mir.
10. Max J. (1983). Methodes et techniques de traitement du signal et applications aux measures, physiques. Vol 1. Moscow: Mir. [in Russian language]
11. Mirsky G. Ya. (1982). Characteristics of stochastic relations and their measurement. Moscow: Energoizdat. [in Russian language]
12. Yakimov V. N. (2016). Digital complex statistical analysis based on signfunction representation of random processes. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN. Vol. 18, 7(4), pp. 1346-1353. [in Russian language]
13. Yakimov V. N. (2006). Digital harmonic analysis of multicomponent random processes. Izmeritel'naya tekhnika. 49(4), pp. 341-347. [in Russian language]
14. Yakimov V.N., Gorbachev O.V. (2013). Firmware of the Amplitude Spectrum Evaluating System for Multicomponent Processes. Pribory i tekhnika eksperimenta. 56(5), pp. 540-545. [in Russian language]
15. Condition monitoring and diagnostics of machines Vibration condition monitoring Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration data. (2010). Ru Standard No. GOST R ISO 13373-2-2005. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
16. Mechanical vibration and shock. Evaluation of human exposure to wholebody vibration. Part 1: General requirements. (2010). Ru Standard No. GOST 31191.1-2004 (ISO 2631-1:1997). Moscow: Standartinform. [in Russian language]
17. Motor vehicles. Methods of measurement and evaluation of general vibrations. (2014). Ru Standard No. GOST R 55855-2013. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
18. Mechanical vibration. Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration. Part 1: Basic requirements. (2017). Ru Standard No. GOST ISO 10326-1-1992. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
19. Mechanical vibration. Land vehicles. Method for reporting measured data. (2000). Ru Standard No. GOST ISO 8002-99. Minsk: Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification; Moscow: Standards. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2018.01.pp.003-012
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2018.01.pp.003-012
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»