R2002Akustika (1047800)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Частотный анализ результатов акустической диагностики параметров ракетного двигателя твердого топлива

Для регистрации параметров акустического сигнала работающих модельных РДТТ был использован штатный звуковой монофонический канал бытовой аналоговой кинокамеры стандарта Compact VHS, одновременно фиксирующий визуальную картину работающего двигателя. Записанный на кассете аналоговый сигнал подвергался оцифровке в файл AVI, с использованием аппаратного видеокодека фирмы Pinnacle Miro DC10+ и встроенной в материнскую плату звуковой карты. Частота дискретизации акустического сигнала была 8 кГц. При этом дополнительной фильтрации входных сигналов не проводилось и нижняя граничная частота сигнала определялась штатными характеристиками входных каскадов кинокамеры и звуковой карты. Выделенная из AVI файла, оцифрованная акустическая составляющая сигнала, подвергалась дальнейшей обработке.

Обработки акустического сигнала проводилась методами частотного анализа, базирующихся на расчете статистических спектральных характеристик сигнала. Частотный спектральный анализ процесса горения твердого топлива /9/, дал возможность легко определять моменты начала и конца процесса горения, а также находить время задержки зажигания. Основное преимущество частотного метода анализа сигналов заключается в использование в качестве основного информацион­ного параметра фазы сигнала. Применение частотного анализа объясняется следующими соображениями:

1. точность измерений интервалов времени превышает точность измерений остальных физических величин;

2. амплитуда отклонений измеряемых акустических параметров от своих но­ми­нальных значений малы и информация о сигнале содержится в основном в его фазе.

3. помехозащищенность фазовых методов при их корректном использовании на функционирующих объектах выше, чем у амплитудных.

Эффективный инструментарий для проведения частотной обработки сигналов включен состав практически всех популярных программных систем инженерных расчетов Ansys, LabView, Matcad, Matlab, Statistica, S-Plus Statistica Standart, имеющих встроенные пакеты статистической обработки, с помощью которого возможно проведение:

1. фильтрации и сглаживания сигналов;

2. спектрального анализа;

3. исследования взаимной корреляции сигналов.

В настоящей работе, применялся пакет Matlab версии 6

Основным методом частотного анализа, использованным на данном этапе при вторичной обработке – являлся метод расчета статистических спектральных характеристик сигнала. Спектральный анализ основан на методе дискретного преобразования Фурье, устанавливающем взаимосвязь между конечным числом дискретных выборок как временной функции и ее частотным спектром /10/. Пусть имеется равноудаленных выборок в точках

,

и

,

, (4)

, (5)

При этом функция называется спектром плотности энергии и характеризует относительный вклад различных частотных составляющих в общую энергию.

Из приведенных зависимостей, можно видеть, что максимальная частота, для которой возможно нахождение спектральной плотности не превышает половины частоты анализируемого сигнала. В связи с этим, при использовании спектральных методов, частота замеров параметров формирующих сигнал (временную выборку) должна перекрывать интересующий исследователя частотный диапазон более чем в два раза.

Для оценки шумовых характеристик канала на рисунке 1 представлены два графика снектральной плотности энергии акустического сигнала снятых во время проведения ОСИ от 12.04.2002. График 1 представляет спектральную плотность энергии сигнала при не работающем двигателе и может характеризовать уровень шума измерительного канала. График 2 - спектральнаую плотность энергии того же самого сигнала в момент работы двигателя. Можно видеть, что в некоторых диапазонах на низких частотах спектр шума перекрывает спектр сигнала от работающего двигателя. Это может свидетельствовать как о низкой точности измерительного канала на низких частотах, так и о перераспределении спектральной энергии акустического сигнала работающего двигателя в область более высоких частот.

Примеры обработки сигналов с использованием спектрограмм – графических изображений изменения спектра плотности энергии сигнала по времени представлено на рисунках 2 а)…c)., где спектрограммы полученные при частотной обработке совмещены с графиком изменения амплитуды акустического сигнала по времени. На спектрограмме по вертикальной оси откладывается частота, по горизонтальной оси время, а значения величины плотности энергии сигнала отображается цветом. На рисунке представлены спектрограммы дистанционной диагностики рабочего процесса РДТТ, полученные при обработке сигналов от микрофона видеокамеры для различных ОСИ.

На приведенных спектрограммах, по сравнению с графиком изменения амплитуды сигнала, значительно четче видно, когда в процессе его работы происходит изменения рабочих параметров РДТТ, что находит отражение в перераспределение плотности спектральной энергии во времени.

9. Экспериментальное исследование зажигания и распространения пламени при конвективном нагреве твердого топлива /Л. Галфетти, Дж. Коломбо, А. Меналли, Дж. Бенцони, К. Галли //Физика горения и взрыва.- 2000.- Т. 36, № 1.- С. 119 – 130.

10. Ефимов А.В. Математический анализ (специальные разделы). Ч.1. Общие функциональные ряды и их приложение: Учеб. Пособие для втузов.-М.: Высш. Школа, 1980.-279с.

График спектра плотности энергии сигнала акустического поля

Рис 1

Спектрограммы сигналов акустической диагностики РДТТ

Рис 2.а)

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы