Испытание методом широкополосной случайной вибрации

[G_rec]

wrest в сообщении #1274498 писал(а):

G_rec в сообщении #1274493 писал(а):

мы берем первую секунду записанного сигнала и ее преобразуем в спектр.

Сам удар тоже? То есть у вас первые несколько отсчетов это перепад из плюса в минус или все начинается с плавного отклика, идущего где-то от -60?

Верхний график - это график из файла отсчетов. После удара по столу стенда акселерометры выдают такие значения. Управления импульсом удара, как такового, на стенде нет.

-- 13.12.2017, 09:10 --

Цитата:

А что это за палочка в самом начале вашего импульса?

Вот.

[realeugene]

G_rec в сообщении #1274433 писал(а):

Это график чего? Ускорения? Десятки g втечение секунды в одну сторону? Не верю.

[G_rec]

Цитата:

Вы тестировали свой расчётный алгоритм эталонными сигналами, сгенерированными, тоже, алгоритмически?

Да. Программно задавал суммарный сигнал на определенных частотах, раскладывал его в спектр.
Я даже делал немного по-другому. Я брал сигнал с графика, раскладывал в спектр, потом делал обратное преобразования, и опять суммировал сигнал. Получалась такая же кривая.

Цитата:

Вы, ведь, не просто так по столу молотком бьёте, у вас же, наверное, есть некоторая модель того, что вы хотите получить?

Мы можем управлять только силой удара в механической части, на другие параметры, к сожалению, мы не влияем. Но значения, которые мы получаем, более-менее соответствуют расчетным акселерограммам.

-- 13.12.2017, 09:40 --

realeugene в сообщении #1274543 писал(а):

G_rec в сообщении #1274433 писал(а):

Это график чего? Ускорения? Десятки g втечение секунды в одну сторону? Не верю.

Удар у нас достаточно сильный. Мы испытываем на предмет сейсмических воздействий на оборудование.
Но во мне закралась доля сомнения в правильности полученных данных. Обращусь к производителю датчиков. Хотя у них в документации до 1000g, и поверка была относительно недавно.



Нашел другой удар.

В этом данные более похожи на правду, но проблема с огромными перемещениями на низких частотах остается.

[realeugene]

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

Удар у нас достаточно сильный. Мы испытываем на предмет сейсмических воздействий на оборудование.

Визуально, там получается перемещение 5-10 метров в одну сторону. Это соответствует вашим ожиданиям?

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

Обращусь к производителю датчиков. Хотя у них в документации до 1000g, и поверка была относительно недавно.

Возможно, неправильно подключили.

-- 13.12.2017, 09:57 --

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

проблема с огромными перемещениями на низких частотах остается.

Низкие частоты нужно обрезать фильтром с не менее чем двумя нулями на нулевой частоте, иначе, при двойном интегрировании, шумы датчика на низких частотах забьют ваш полезный сигнал. Усиление ошибок на нижних частотах обратно пропорционально квадрату частоты - это особенность выбранного вами метода измерения перемещения интегрированием ускорений.

Но это должно проявляться и при просто интегрировании сигнала. Про которое вы написали, что с ним всё нормально. Но как у вас могло быть "нормально" с первым графиком - не понимаю.

[G_rec]

realeugene в сообщении #1274551 писал(а):

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

Удар у нас достаточно сильный. Мы испытываем на предмет сейсмических воздействий на оборудование.

Визуально, там получается перемещение 5-10 метров в одну сторону. Это соответствует вашим ожиданиям?

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

Обращусь к производителю датчиков. Хотя у них в документации до 1000g, и поверка была относительно недавно.

Возможно, неправильно подключили.

-- 13.12.2017, 09:57 --

G_rec в сообщении #1274545 писал(а):

проблема с огромными перемещениями на низких частотах остается.

Низкие частоты нужно обрезать фильтром с не менее чем двумя нулями на нулевой частоте, иначе, при двойном интегрировании, шумы датчика на низких частотах забьют ваш полезный сигнал. Усиление ошибок на нижних частотах обратно пропорционально квадрату частоты - это особенность выбранного вами метода измерения перемещения интегрированием ускорений.

Но это должно проявляться и при просто интегрировании сигнала. Про которое вы написали, что с ним всё нормально. Но как у вас могло быть "нормально" с первым графиком - не понимаю.

Отправил запрос производителю. В большинстве графиков присутствует такая плавно затухающая кривая, расположенная в одной стороне.

[wrest]

G_rec
У вас в течение секунды ускорение примерно равномерно падает с $-60$ до нуля.
То есть, на этом участке $a(t)=60t-60$ в ваших единицах длины. Предположим что это СИ, т.е. метры и секунды.
Тогда, как правильно замечает realugene, при нулевых начальных условиях, перемещение в течение первой секунды будет $s(t)=10t^3-30t^2$и и к концу первой секунды составит $-20$ метров. Но тогда что не устраивает в спектре?
Судя, кстати (визуально) по оставшейся части графика, после того как ускорение становится нулевым на пятой секунде после удара, скорость не становится нулевой, то есть все продолжает двигаться.

[G_rec]

realeugene в сообщении #1274551 писал(а):

Низкие частоты нужно обрезать фильтром с не менее чем двумя нулями на нулевой частоте, иначе, при двойном интегрировании, шумы датчика на низких частотах забьют ваш полезный сигнал. Усиление ошибок на нижних частотах обратно пропорционально квадрату частоты - это особенность выбранного вами метода измерения перемещения интегрированием ускорений.

Но это должно проявляться и при просто интегрировании сигнала. Про которое вы написали, что с ним всё нормально. Но как у вас могло быть "нормально" с первым графиком - не понимаю.

Сейчас проверю конкретно данный график, возможно там и с перемещениями плохо дело. Интегрирование в данном случае проводим не мы,а встроенное ПО, которое идет в комплекте с датчиками.

[realeugene]

G_rec в сообщении #1274557 писал(а):

Интегрирование в данном случае проводим не мы,а встроенное ПО, которое идет в комплекте с датчиками.

Обратите внимание на частотный диапазон вашего датчика. Должен быть в спецификациях.

[G_rec]

В общем провел анализ пары десятков графиков и понял вот что:

Вот таким графикам доверять нельзя


Вот таким графикам доверять можно

Перепроверил данные. На втором графике перемещения укладываются в необходимый диапазон.
Проблема в том, что первого типа графиков у нас намного больше. Видимо, все-таки проблема не в интерпретировании полученных данных, а в самих данных. Жду ответ от производителя. Если подтвердится, что сигнал первого типа является искажением самого датчика, то будем думать над решением проблемы на аппаратном уровне.
Пока всем спасибо. Наставили на путь)

[realeugene]

G_rec в сообщении #1274561 писал(а):

Наставили на путь

Правильный путь - это найти в команду специалиста по цифровой обработке сигналов физических датчиков, а не по форумам консультироваться по поводу элементарных ошибок.

[Zai]

G_rec в сообщении #1273928 писал(а):

Добрый день. Помогите разобраться в вопросе.

Существует стенд для проведения испытаний оборудования (производится удар по столу стедна).
На данном стенде проводится испытание широкополосной случайной вибрацией.
Суть процесса:
Ударяем по столу стенда. Снимаем показания акселерометров, установленных на стенде и оборудовании.
Получаем графики зависимостей ускорения от времени.
Раскладываем в ряд Фурье - получаем спектр (ускорение от частоты).
Считаем по формуле гармонических колебаний максимальное смещение для каждой частоты.
Получаем значения максимальных амплитуд перемещений многократно превышающие
максимальное перемещение стола вибростенда (преимущественно на низких частотах < 5 Гц (более чем в 20 раз))
Формула для расчета максимальных значений амплитуды перемещений - $a= Aw^2[\sin(wt + \varphi) + \pi]$ -> $a= Aw^2$ -> $A= a/w^2$

Все делается автоматически в ПО на c#.

Помогите разобраться где ошибка?

Спасибо.

На низких частотах < 5 Гц возможны следующие сценария ошибок.
1. Ваши акселерометры инерционны и не предназначены для измерения на частотах < 5 Гц.
2. Ваши акселерометры закреплены на нежестких "тонких ножках " с собственной частотой колебаний ниже 5 Гц.
3. Корректная Фурье-обработка ударных явлений на низких частотах также предполагает корректную постановку технических условий для ударов в строгой постановке многократности(многоударный эксперимент - серия ударов с интервалом времени между ударами заметно меньше периода колебаний исследуемой частоты (5 Гц)).