Интеллектная технология кепстрального анализа колебательных процессов

Abstract

С развитием технологий создания интеллектуальных систем наметилась тенденция их использования для комплексного решения важнейших задач цифровой обработки сигналов, несущих фактографическую информацию о колебательных процессах. С учетом этого проанализированы основные вопросы построения интеллектуальных систем контроля вибраций и шумов при акустической диагностике машин и механизмов. Рассмотрена структурно-функциональная схема многоканальной системы интеллектного анализа и прогнозирования колебательных процессов в машинах. В схеме предусмотрено использование сенсорных компонентов, работа которых основана на индукционном, электростатическом, тензорезистивном и пьезоэлектрическом эффекте. Сенсорные средства системы контроля совместно с сетевым и вычислительным оборудованием обеспечивают формирование восходящих потоков телеметрической информации. Для организации телеметрических сетей интеллектуальной системы рекомендовано применение протокола HART, который предусматривает подключение оконечных сенсоров и функционально завершенных датчиков к мастерабонентам сетей. В качестве стандарта станционной сети показано использование протокола сети промышленного назначения PROFIBUS-DP. Для анализа энергетических соотношений колебательного процесса с использованием средств цифровой вычислительной техники предложена схема расчета кепстра, которая базируется на результатах построения временного ряда дискретных замеров амплитуды колебаний. Кепстр рассматривается как обратное преобразование Фурье от натурального логарифма квадрата спектральной плотности случайного процесса. Построенная расчетная схема обеспечивает формирование результата контроля независимо от формы сигнала, его фазы и направлений распространения колебаний изучаемого объекта. Приведен пример реализации цифровой технологии кепстрального анализа параметров виброперемещений корпуса транспортной гусеничной машины.