Moyenne synchrone pour le suivi vibratoire

LA MOYENNE SYNCHRONE OU CYCLIQUE

Notions

11. La moyenne synchrone

En supposant que nous souhaitons réaliser un spectre fréquentiel à partir d'une mesure vibratoire, il est généralement admis que la moyenne d'un signal vibratoire dans le domaine temporel n'est pas très utile en raison du caractère aléatoire du début du bloc temporel utilisé pour calculer les transformées de Fourier. S'il existe un moyen de synchroniser le début du bloc temporel avec un événement périodique dans le signal vibratoire, alors la moyenne dans le domaine temporel est possible et peut être très utile.

Exemple

Pour démontrer l'utilité du calcul de la moyenne des signaux vibratoires, un signal temporel aléatoire et un signal temporel d'impulsions sont générés et additionnés.


signal vibratoire aléatoire
Figure 1. Signal temporel aléatoire

spectre d'un signal vibratoire aléatoire
Figure 2. Spectre du signal temporel aléatoire

signal de chocs vibratoires
Figure 3. signal temporel d'implusions

spectre du signal de chocs vibratoires
Figure 4. Spectre du signal temporel d'implusions

Lorsque le signal temporel d'impulsions est additionné au signal temporel aléatoire, le signal d'impulsions devient totalement impossible à distinguer dans le domaine temporel et à peine discernable dans la figure du domaine fréquentiel.


signal de chocs vibratoires bruité
Figure 5. Mélange bruité d'un signal d'impulsions et un signal aléatoire

Spectre du signal de chocs vibratoires bruité
Figure 6. Spectre du mélange bruité d'un signal d'impulsions et un signal aléatoire

11.1. Le processus

Comme nous le voyons sur les figures ci-dessus, l'analyse de spectre du signal d'impulsions ne donne pas beaucoup d'informations utiles. La question est: comment minimiser le «bruit» (signal aléatoire) pour que le spectre d'impulsions puisse être vu?

La moyenne du signal dans le domaine temporel n'est applicable que si le signal est stationnaire (au sens statistique). Si les points de départ des blocs temporels sont synchronisés avec les impulsions, ces blocs temporels seront aléatoires par rapport au signal aléatoire. Par conséquent, les composantes du signal non corrélées aux données d'impulsions seront en moyenne ~ zéro.

Une fois que tout le moyennage temporel est terminé, le signal d'impulsions ou tout signal corrélé au signal d'impulsions doit rester et tous les signaux non corrélés doivent faire la moyenne vers zéro. Les résultats de la moyenne temporelle des signaux ci-dessus sont indiqués sur les figures 7 et 8.


Signal vibratoire moyenné
Figure 7. signal temporel moyenné

Spectre du signal vibratoire moyenné
Figure 8. Comparaison de spectres des signaux simulés

11.2. Applications possibles

Il est raisonnable de se demander comment cela peut être utilisé dans le monde réel. Le moyennage synchrone dans le domaine temporel des vibrations est le plus applicable aux situations où des mesures sont effectuées sur des machines tournantes à vitesse constante dans des environnements très bruyants. Également pour évaluer les vibrations d'un moteur ou d'une boîte de vitesses qui sont engloutis dans un environnement avec des niveaux de bruit très élevés et non corrélé. Il peut s'agir d'un moteur / d'une boîte de vitesses entraînant un tambour utilisé pour le mélange ou le polissage. Une des applications automobiles pourrait inclure le désir d'extraire le bruit du groupe motopropulseur ou les signaux de vibrations tout en conduisant sur une surface très rugueuse. Toute application dans laquelle les signaux souhaités sont corrélés à un signal déterministe provenant de l'éprouvette d'essai a le potentiel d'en faire un procédé viable d'extraction des signaux souhaités.


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