|
In procesarea numerica a semnalelor, similar
altor domenii ale tehnicii, se disting doua operatii principale: analiza
si sinteza. Analiza reprezinta procesul de descompunere a unei functii
(sau a altui obiect) in componente simple, usor de inteles si de
interpretat, operatia corespondenta, de reconstructie, fiind sinteza.
Unda sinusoidală
In natura si in majoritatea proceselor
industriale, se regasesc conditii similare oscilatorului armonic: o masa
in miscarea asupra careia actioneaza o forta de tip elastic.
Conform legii lui Hooke, forta elastica este
proportionala cu deplasarea si constanta de elasticitate:
In acelasi timp, conform principiului reactiunii, forta elastica este
egala in modul si de sens contrar cu forta de inertie:
A doua lege a lui Newton defineste forta de
inertie ca fiind produsul dintre masa si acceleratie:
Rezultă că deplasarea și accelerația
mișcării oscilatorii au aceeași formă, relația dintre ele fiind una de
proporționalitate:
Cunoscandu-se ca viteza este egala cu
integrala simpla a acceleratiei si deplasarea cu integrala dubla a
acceleratiei se poate scrie ecuatia diferentiala a miscarii:
Soluția acestei ecuații este de forma:
unde
este frecvența de rezonanță.
Rezulta ca miscarea oscilatorie are caracter
sinusoidal, aceasta forma fiind singura care respecta conditia initiala:
Se observa ca frecventa de rezonanta nu
depinde de amplitudinea miscarii, fiind o caracteristica fizica a
ansamblului masa material. Acest lucru permite utilizarea frecventei
de rezonanta ca principal parametru in identificarea starii de
functionarea componentelor constructive ale masinilor.
In industria electronica si energetica,
forma de unda sinusoidala este folosita atat ca semnal util cat si
pentru definirea caracteristicilor electrice si regimurilor de
functionare.
Astfel, in industria producatoare de energie
electrica, regimul sinusoidal este regimul de functionare ideal,
caracterizat de pierderi si solicitari minime.
Pentru acest regim au fost definiti
urmatorii parametri principali:
-
Tensiune rms
-
Curent rms
-
Puterea activa
-
Puterea reactiva
Conditiile de functionare si de exploatare
diverse fac ca regimul stationar sa fie doar unul teoretic, in practica
fiind intalnit regimul nesinusoidal.
Calculul parametrilor electrici in regim
nesinusoidal, se bazeaza pe descompunerea tensiunii si curentului in
componentele sinusoidale (armonice) si pe aplicarea ulterioara a
definitiilor proprii regimului sinusoidal:
-
Tensiune rms
-
Curent rms
-
Putere activa
-
Puterea reactiva
Frecventa armonicelor este in relatie
directa cu componentele constructive ale generatorului sau
consumatorului si reprezinta parametrul principal de identificare a
cauzei manifestarilor nedorite.
Analiza FFT
Analiza Fourier a semnalelor are la baza
procesul de prelucrare numit transformata Fourier (FT) pentru analiza si
transformata Fourier inversa (IFT) pentru sinteza.
Transformata FFT (Fast Fourier Transformer)
reprezinta un algoritm rapid de calcul al FT si este utilizata de catre
majoritatea analizoarelor de semnale.
FT descompune semnalele analizate in functii
sinusoidale, fiecare cu amplitudine, frecventa si faza proprie.
Continutul in componente sinusoidale al semnalului de intrare se numeste
spectru de frecventa si este reprezentat de regula sub forma unui grafic
amplitudine-frecventa.
Rezultatele sunt utilizate pentru calculul
in domeniul frecventa sau pentru diagnoza.
Analizoarele spectrale
In contextul industrial actual, bazat pe
cresterea calitatii, competitivitatii si eficientei produselor si
proceselor industriale, analizoarelor spectrale le revin sarcini tot mai
importante in activitatile de cercetare, proiectare, testare si
diagnoza.
Principalele caracteristici ale
analizoarelor spectrale sunt:
Cresterea capacitatii de prelucrare a
sistemelor de calcul, a performantelor constructive si de operare, au
condus la integrarea acestora in structura analizoarelor de semnale si
la o noua etapa tehnico-economica in acest domeniu.
Descarcă prezentare pdf |
