Использование спектрального анализа методом Берга при построении программно-математического обеспечения оптических систем вибродиагностики

Abstract

Бесконтактное измерение параметров механических колебаний вращающихся диффузно отражающих поверхностей используется в условиях, когда контактные датчики не применяются по ряду причин, среди которых – затрудненный доступ к объекту, небольшие размеры контролируемого участка, контролируемый участок имеет высокую температуру или подвержен влиянию сильного электромагнитного поля. Целью настоящей работы являлась разработка и экспериментальная проверка программного обеспечения для спектрального анализа вибраций контролируемых объектов методом максимальной энтропии Берга для бесконтактной системы вибродиагностики. Для уменьшения влияния неинформативных параметров анализируемого сигнала, таких как шум и тренд (низкочастотные шумы, влияние температуры), программным образом реализован метод предварительной фильтрации на основе регрессионного анализа. Бесконтактный контроль параметров вибраций механических колебаний реализуется с помощью лазерной измерительной системы фазового типа (ЛИСФТ), которая построена на основе фотоэлектрического метода. Такая ЛИСФТ лишена недостатков систем, принцип работы которых основан на эффекте Доплера и интерференции, позволяющих измерять амплитуды и фазы гармонических вибраций, но с их помощью сложно исследовать полигармоничные (т.е. содержащие две и более гармоники) и большие по амплитуде вибрации. Для обеспечения анализа полученных вибросигналов для ЛИСФТ разработаны специальные программно-математические средства в среде графического программирования LabVIEW. Экспериментальные исследования предложенного метода анализа спектра мощности вибросигнала проверены при оценке диагностической информации, полученной при измерении вибрации обрабатываемой поверхности системы алмазного шлифования твердого сплава ВК8. В результате работы программно-математического комплекса получен спектр «очищенного» от неинформативных параметров сигнала, соответствующего вибрационным процессам наблюдаемого объекта.