Entwicklung eines Tools zur Empfehlung von Strategien zur Schwingungsberuhigung – #9

Hallo Liebe OpenAdaptroniker,

in diesem Post geht es weiter mit der Implementierung der Analyseschritte, mit der ich das letzte Mal angefangen hatte.

3. Untersuchung auf zeitvariantes Verhalten

Um diesen Analyseschritt durchführen zu können muss die Frage beantwortet werden, was es bedeutet, wenn ein Peak zeitvariant ist. Grundsätzlich kann man sagen: wenn der Peak sich mit der Zeit bewegt/verschiebt ist er zeitvariant. Das Problem ist allerdings, dass es kaum möglich ist dem Tool einzuprogrammieren diese Entscheidung treffen zu können. Das liegt daran, dass das Tool dafür in mehreren Datensätzen den selben Peaks zuverlässig erkennen müsste. Erkennung ist aber leider die Schwachstelle von konventionell programmierter Software. Es muss also ein anderes Kriterium gefunden werden, um zeitvariantes Verhalten festzustellen.
Ein zeitvarianter Peak hat die Eigenschaft, dass er über die Zeit immer nur übergangsweise an einer bestimmten Frequenz auftritt. Es lässt sie zwar kaum feststellen, ob es der selbe Peak ist, der immer wiederkehrt. Aber wenn bei einer bestimmten Frequenz ein Peak auftritt und dann über einen bestimmten Zeitraum ununterbrochen verschwindet, dann ist dieser Peak sehr wahrscheinlich zeitvariant. Die Länge dieses Zeitraums ist der wichtigste Parameter um festzulegen, wie leicht das Tool zu dem Schluss kommt, dass es sich um einen zeitvarianten Peak handelt. Über diesen Zeitraum lässt sich also die Empfindlichkeit einstellen. In (sehr) speziellen Schwingungsfällen ist es zwar nicht möglich mit dieser Methode zeitvariantes Verhalten zuverlässig zu erkennen, aber für unser Tool ist die Methode ausreichend.

4. Untersuchung des Schwingungsniveaus von x_1 im Niederfrequenzbereich

Um das Schingungsniveau in beliebigen Frequenzbereichen untersuchen zu können, habe ich eine Funktion namens findfreespace() erstellt. Nachdem das gesamte Frequenzspektrum, der zu überprüfende Bereich und ein Referenzniveau an die Funktion übergeben worden sind, gibt die Funktion den größten zusammenhängenden Bereich innerhalb des Untersuchungsbereichs aus, dessen Niveau unterhalb des Referenzniveaus liegt. Werden beispielsweise ein Untersuchungsbereich von 10 – 200 Hz und ein Referenzniveau von 1 mm angegeben, dann gibt die Funktion den größten zusammenhängenden Bereich zwischen 10 und 200 Hz an, dessen Amplitude kleiner als 1 mm ist – den free space so zu sagen. Auf diese Weise lässt sich leicht ermitteln, ob das Schwingungsniveau im Niederfrequenzbereich problematisch ist oder nicht.

5. Untersuchung des Schwingungsniveaus von x_0 im Hochfrequenzbereich

Unter Angabe eines hohen Untersuchungsbereichs lässt sich dieser Analyseschritt mithilfe der Funktion findfreespace analog zu 4. durchführen.

6. Untersuchung des Schwingungsniveaus von x_1 in der Nähe des Peaks

Wie bereits in der Entwicklung der Methodik (Post #6) festgestellt wurde, ist dieser Analyseschritt nur anzuwenden, wenn nur genau ein „Realpeak“ gefunden wurde. Zur Durchführung dieses letzten Analyseschritts wird die Funktion findfreespace jeweils ein Mal links- und ein Mal rechtseitig des Peaks angewendet und so ermittelt, ob das Schwingungsniveau in Peaknähe unproblematisch ist oder nicht.

Beispiel

Zum besseren Verständnis ähnlich wie im letzten Post ein Beispiel, das erklären soll, wie die Funktion findfreespace() arbeitet: Für die Niederfrequenz wurde hier ein Untersuchungsbereich von 0 bis 150 Hz an die Funktion übergeben. Das kritische Niveau wurde auf 0,002 festgelegt. In orange ist der größte zusammenhängende Frequenzbereich innerhalb des Untersuchungsbereichs dargestellt, dessen Amplituden unterhalb des kritischen Niveaus liegen. Unter Angabe anderer Untersuchungsbereiche (Realpeak Position ± 80 Hz; 350 bis 500 Hz) können analog die weiteren Analyseschritte durchgeführt werden.

Im nächsten Post gehe ich darauf ein wie die Analyseergebnisse im Tool verarbeitet werden sollen. Bis dann.

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