aumon4.doc

1.Zadania przetwarzania sygnałów w AUMON

- wstępna obróbka sygnałów:

·         filtrowanie,

·         przetwarzanie A/C (próbkowanie, wyznaczanie wartości skutecznej, obliczenia wartości średniej, analiza widmowa, analiza statystyczna itd.),

·         wzmocnienie sygnału,

- rejestracja i wyznaczanie miar sygnałów;

- transformacja do dziedziny częstotliwości (FFT, STFT, WT);

- wybór miar;

2.Wstępna obróbka sygnału w układach AUMON

- wstępne wzmocnienie,

- filtrowanie: górno- i dolno- przepustowe,

Pasma: przepustowe i zaporowe

Obszary przejścia:

- próbkowanie,

- sprowadzenie sygnału AE do niskoczęstotliwościowego przez modulację,

(Bez wyznaczania miar AE.)

3.Przetwarzanie A/C, aliasing

- przetwarzanie A/C

- aliasing (częstotliwość próbkowania)

4.Filtry o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej

Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej

I klasa: filtry działające w oparciu o bieżącą i poprzednie

wartości wejściowe:

y[n]=k=0∑h[k]x[n-k]

gdzie:

x[n] – ciąg wartości wejściowych,

y[n] – ciąg wartości wyjściowych (filtrowanych),

h[k] – współczynniki filtra

zwane są filtrami o skończonej odpowiedzi impulsowej

(Finite Impulse Response FIR) lub ruchomej średniej

(Moving Average MA) lub nierekurencyjnymi.

Termin skończona odpowiedź impulsowa oznacza, że impuls jednostkowy na

wejściu:

x[0]=1, x[i] = 0 dla i>0

daje odpowiedź, która zbiega do zera dla i= liczbie współczynników filtru.

• Zakłócenia amplitudy

• Liniowa faza w funkcji częstotliwości

• Stabilność

Filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej

II typ: filtry działające w oparciu o bieżącą i poprzednie wartości wejściowe i

poprzednie wartości wyjściowe:

y[n]=k=0∑bkx[n-k] + k=1∑aky[n-k]

zwane są filtrami o nieskończonej odpowiedzi impulsowej

(Infinite Impulse Response IIR) lub rekurencyjnymi

·         Odpowiedź na impuls jednostkowy jest tu teoretycznie nieskończona, czyli nigdy nie zbiega do zera.

·         W praktyce odpowiedź stabilnych filtrów IIR obniża się do zera po skończonej liczbie próbek (operujemy na liczbach rzeczywistych, jednak w postaci cyfrowej, więc o skończonej dokładności)

·         Filtry IIR mogą mieć lub nie zakłócenia w paśmie zaporowym i przepustowym

5.Charakterystyka podstawowych filtrów o nieskończonej odpowiedzi impulsowej

Filtr Butterwortha

·         Maksymalnie płaski w paśmie przenoszenia – najmniejsze zniekształcenia sygnału

·         Dość powolny spadek wzmocnienie w paśmie przejściowym

·         Filtr ogólnego stosowania

Filtr Czebyszewa I

·         Zoptymalizowany dla najszybszego spadku wzmocnienia w paśmie przejściowym

·         Zafalowania w paśmie przepustowym

·         Stosować, gdy ważny jest szybki spadek wzmocnienia i brak zafalowań w paśmie zaporowym

Filtr Czebyszewa II

·         Zoptymalizowany dla najszybszego spadku wzmocnienia w paśmie przejściowym

·         Zafalowania w paśmie zaporowym

·         Stosować, gdy ważny jest szybki spadek wzmocnienia i brak zafalowań w paśmie przepustowym

Filtr eliptyczny

·         Najszybszy spadek wzmocnienia w paśmie przejściowym

·         Zafalowania w paśmie przepustowym i zaporowym

·         Stosować, gdy waŜny jest szybki spadek wzmocnienia

Filtr Bessela

·         Najbardziej liniowa charakterystyka fazowa

·         Bardzo powolny spadek wzmocnienie w paśmie przejściowym

·         Stosować, gdy ważny jest czasowy przebieg sygnału

6.Porównanie filtrów o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej

7.Wybór typu filtru

8.Typowe przygotowanie sygnału AE

9.Potrzeba wstępnego filtrowania sygnału AE

·         Niezbędne górno-przepustowe filtrowanie sygnałów AE musi być wykonywane na możliwie wczesnym etapie obróbki tego sygnału.

·         Wstępny (buforujący) stopień wzmocnienia powinien być jak najsłabszy, aby nie występowało przesterowanie sygnału.

·        Przy korzystaniu ze zdemodulowanej postaci sygnału należy koniecznie upewnić się, czy przed demodulacją nie był on zniekształcony. Przesterowanie wzmacniacza (po filtrowaniu) jest łatwe do rozpoznania w przebiegu sygnału oryginalnego jako jego nasycenie („obcięcie” od góry i od dołu). Przesterowanie przedwzmacniacza sygnałami o niskiej częstotliwości (przed filtrowaniem), po filtrowaniu objawia się charakterystycznymi spadkami amplitudy sygnału do zera. W przypadku wysokich częstotliwości przesterowanie przedwzmacniacza jest praktycznie niewykrywalne.

10.Możliwe zakłócenia sygnału AE w trakcie jego wstępnego przetwarzania analogowego

·         Niezrozumiałe, krótkotrwałe spadki amplitudy do zera - zniekształcenie spowodowane przez aparaturę pomiarową, a nie rzeczywisty przebieg sygnału

·         Chwilowe zaniki amplitudy - przesterowanie wzmacniacza

·         Stałe przesterowanie wzmacniacza składowymi o niskich i wysokich częstotliwościach

11.Podstawowe miary sygnałów w dziedzinie czasu

12.Wykorzystanie stosunków składowych sił skrawania do diagnostyki zużycia ostrza

13.Miary sygnału AE

14.Wykrywanie KSO na podstawie analizy rozkładu b AErms

15.Podstawy i zastosowanie analiza głównych składowych w AUMON

·         PCA (Principal Komponent Analysis) to jedna ze statystycznych metod analizy czynnikowej.

·         Zbiór danych składający się z N obserwacji, z których każda obejmuje K zmiennych, można interpretować jako chmurę N punktów w przestrzeni K wymiarowej. np. pomiary 2 składowych sił skrawania – zmienne Fx i Fy

·         PCA polega na takim obrocie układu współrzędnych który maksymalizuje wariancję pierwszej współrzędnej, następnie wariancję drugiej współrzędnej, itd..

·         Przekształcone wartości współrzędnych nazywane są ładunkami wygenerowanych czynników (składowych głównych).

·         Uzyskana nowa przestrzeń obserwacji, w której najwięcej zmienności wyjaśniają początkowe czynniki (składowe główne)

Zastosowanie:

16.Podstawy i zastosowanie analiza widma osobliwego w AUMON

SSA (Singular Spectrum Analysis SSA) to nowa technika nieparametrycznej analizy szeregow czasowych

Rozkłada sygnał na sumę trzech niezaleŜnych składowych:

·         wolnozmienny trend reprezentujący lokalną średnią

·         roŜnicę między sygnałem a średnią (składową oscylacyjna)

·         szum pozbawiony jakiejkolwiek struktury

Te trzy składowe traktuje się jak nowe sygnały i wyznacza z nich omowione poprzednio podstawowe miary (np. średnią, wariancję, RMS, skośność, kurtozę itd.)

Zastosowanie: Diagnostyka zuŜycia ostrza przy toczeniu oparta na SSA sygnałow drgań w 2 kierunkach

17.Podstawy i zastosowanie entropii permutacji w AUMON

Zastosowanie: