Перейти к публикации

Изменен п. 12 раздела "Другие ограничения", просьба ознакомиться. Расшифровка и пояснения - тут

Валерий В.

Cтроим балансировочный станок (было "Здравствуйте")

Рекомендованные сообщения

Итак, ошибка с буфером устранена.

Вылезла очередная задача - вычисление фильтрованного значения угла дисбаланса.

К примеру в результате последовательности из 4х вычислений имеем массив углов [50,48,49,50], фильтрованное значение легко можно высчитать сложив все значения и поделив на количество этих значений.

Но вот возникает ситуация когда угол "пляшет" с амплитудой в 1градус около значения 0градусов. Т.е. возможно значение как 1град, так и 359. Получаем массив [0,1,359,0], и что теперь делать? :wacko:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А если вместо 359 записывать разницу (359-360) т.е -1. На выходе получаем массив [0,1,-1,0] и вычисляем среднее по твоей схеме

Изменено пользователем rusc

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Хорошо, а как определять когда в массив надо записать значение (угол-360), а когда просто угол?

Изменено пользователем magoga

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ты же сам говоришь что проблема возникает возле нулевой отметки.если угол допустим попадет в промежуток 355-360 то (пиши угол-360).все зависит от точности которую хочешь получить

Изменено пользователем rusc

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сделал так. Берем из массива первую пару чисел X и Y, получаем их среднее по нижеприведенному алгоритму. Берем следующее число и находим среднее между ним и тем, что нашли на предыдущем шаге.

Цикл

Если abs(X-Y)>180 то X:=(X+Y)/2+180

иначе X:=(X+Y)/2;

Если Х>=360 то Х=Х-360;

конец цикла;

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что-то настрочил, но пока работает в 1й плоскости. Надо разбиратся с ком-портом. Сигнал с датчиков подаем на линейный вход звуковой карты или микрофон (стерео).

Амплитуда сигнала в "попугаях", но пропорциональна дисбалансу. Сдвиг фазы расчитывается как угол между моментами совпадения метки на ФД и максимумом напряжения на дачике вибрации. Пока балансировал только фанерную шайбу на маленьком моторчике.

Ссылка

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Savelich

Прочитал не всю тему, но мне кажется не упоминался метод синхронного детектирования.

опорный сигнал на детектор нужно взять с датчика положения вала.

Двигать его фазу и искать максимум полезного выпрямленного сигнала. фаза покажет положение

дисбаланса. Тут проблема с частотами кратными опорной может быть. Другие же помехи

давятся хорошо. Как то так. Я не профессионал в электронике.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Доброго всем. Вопрос по математике.

Как поступать, если частота вращения ротора не совпадает с частотой в спектре получаемого сигнала?

Пусть имеем вращающийся ротор со скоростью 900об/мин (15Гц).

Прибор снимает показания с датчиков с дискретизацией 4кГц, длина выборки 1024 точки. При этом получаем спектр с дискретностью 4Гц.

Как выбрать полезный сигнал 15Гц, когда ближайшие частоты на спектре 12 и 16Гц?

 

Savelich , удалось ли победить биения (модуляцию) с частотой, близкой к частоте врещения? Или проблема решилась с приобретением балансировочного прибора?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Либо анализатор спектра некорректно выделяет составляющие спектра, либо уровень оборотной вибрации мал по сравнению с вибрацией других деталей механизма и на общем фоне не виден.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

На общем фоне - да, не виден. Шум от "частотника" и подшипников привода по амплитуде во много раз выше роторной частоты (область обведена красным).

post-51776-096071700_1461058115_thumb.jpg

 

При увеличении нужного диапазона спектра видим такую картину

post-51776-094793000_1461058134_thumb.jpg

 

Ротор в данном случае вращается со скоростью 17Гц, ближайщие линии спектра 16 и 20Гц.

Пока что ничего не придумал, кроме как глушить все частоты, кроме смежных с роторной. Т.е. оставляю только 16 и 20Гц.

Изменено пользователем magoga

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Судя по картинке - анализатор не корректно спектр строит. Он должен корректно выделить частоту с требуемой точностью. хоть сотую. хоть десятую герца.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Юрий, в алгоритме использую БПФ. С его помощью получается спектр сигнала с дискретностью равной Частота_Дискретизации / Количество_точек_выборки.

Каким методом можно выделить нужную частоту с более высокой точностью, не увеличивая длину выборки?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Каким методом можно выделить нужную частоту с более высокой точностью

Привязать частоту дискретизации к вращению ротора. Передескритезацию выполнить, например. Можно корреляционный фазометр сделать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"Проблему" вычисления фазы и амплитуды решил следующим способом:

goertzelmod_html_4e2d5eb5.gif

 

Где k - интересующая нас гармоника, n - целое. С математикой у меня туго, потому не знаю, правильно ли k относить к вещественным числам. Однако результат теперь больше похож на правду - фаза от оборотов не зависит (условно), амплитуда - пропорциональна (использую акселерометры). Спасибо всем, кто дал направление поиска ответа :hi: Алгоритм БПФ тут не нужен.

В процессе опытов нашел интересную точку по скорости - 2700-2900 об/мин. После ее прохода фаза начинает сдвигаться. Думается, что это не ошибка в расчетах, а порог "жесткости" КВ (ВАЗ 2112), после которого он уже не может считаться жестким.

 

Сейчас в поиске алгоритма расчета уравновешивающих грузов для 2х плоскостей. ДЛя 1й уже расчитываю угол и коррекцию массы пробного груза, но не могу понять, как посчитать, в какую сторону груз сдвигать (по ходу вращения или против).

 

О частотном диапазоне звуковой карты "снизу". Подпайка ко входу АЦП через конденсаторы 10мкф позволила увидеть частоты от 3Гц.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Допилил программу.

Балансировка проводится в 1й плоскости. Расчет массы и положения уравновешивающего груза делать умеет (по двум пускам).

Ссылка на яндекс.диск (в архиве исполняемый файл)

 

Краткая инструкция:

- подключить датчики вибрации и синхронизации. На деталь нанести контрастную метку для ФД.

- выбрать частоту дискретизации и количество точек выборки сигнала (для оборотов 800-1600 подойдут настройки 4096/1024)

- запускаем вращение детали и жмем Пуск. Выбираем режим осциллографа. Для удобства настройки отключаем отображение сигнала с датчика вибрации, сняв галку Отрисовка. Настраиваем датчик синхронизации на четкое определение метки (ближе-дальше от детали вращения, меняем угол). Пик от метки на роторе должен быть направлен ВВЕРХ. Если не так - жмем Инвертировать. Сигнал почти всегда выходит за пределы окна, потому пользуемся кнопками масштаба по вертикали. На отображаемом сигнале должны четко просматриваться проходы метки, а в программе отображаться обороты.

post-51776-060390200_1463993899_thumb.jpg

- При установившихся оборотах жмем Вибро. Должна начать вычисляться фаза и амплитуда вибрации. Как фаза загорится зеленым, открываем "Решалку" и жмем в Принять в окне Нулевой пуск.

- останавливаем наш агрегат и вешаем грузик (пластилин, магнит) в произвольном месте

- опять запускаем вращение, вычисляем фазу/амплитуду и вводим в Решалку данные с пробным грузом

- Жмем вычислить и получаем результат. Во сколько раз надо увеличить пробную массу и куда ее сместить.

 

Важно:

- при нулевом пуске и пуске с пробным грузом обороты должны быть примерно одинаковы (+/-5%).

- уравновешивающий груз должен быть установлен на том же радиусе, что и пробный. Если это не так, то выполнить пересчет Масса_уравновешивающего_груза = Масса_Вычисленного_Груза х Радиус_пробный_груз / Радиус_уравновешивающего_груза

- градусы считаются против вращения детали

- программа рассчитана на работу с акселерометрами. Если используются датчики скорости (перемещения), то на значения Виброскорость и Виброперемещение не обращать внимание.

 

Полученные значения амплитуды/перемещения не являются абсолютными (выражены в попугаях). Но так как система линейна, то истинные значения можно рассчитать самому.

Изменено пользователем magoga

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте. Кто нибудь может в 2х словах рассказать про принцип вычисления угла не баланса ?

 

Вот мы делаем преобразование фурье из данных ацп. Получаем спектр. И вот вопрос.

 

Нам нужно сделать 360 выборок (по Н-элементов в выборке) за оборот. И посмотреть где самый высокий спектр частоты вращения ?

 

Или какой то иной принцип?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нам нужно сделать 360 выборок

Нужно сделать столько выборок, чтобы в них содержалось целое число оборотов. Затем взять гармонику с номером, соответствующим кол-ву оборотов. Амплитуда её покажет величину дисбаланса (после применения калибровок и проч.), а фаза после внесения поправок - искомый угол. Если выбранная библиотека БПФ даёт результат в комплексном виде, амплитуду и фазу нужно посчитать вручную

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"а фаза после внесения поправок - искомый угол"

 

Где про это можно точнее почитать ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так кто нибудь может пояснить по фазе ?

 

Угол вычисляется из спектра ?

или просто из чистых данных с акселерометра без преобразования ?

А из спектра только смотрим как уменьшается небаланс на частоте вращения ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Доброй ночи всем. Перечитал все письма и появились вопросы. Балансировочный станок строил ещё в 1992 г. Привод КВ карданчиком, опоры вала на родных вкладышах (ЗМЗ, ВАЗ, УМЗ). Датчики - катушка 5000 вит. и шлифованый цилиндрический магнит от 1ГД9.

На валу двигателя привода стоял лимб на 360 град. и генератор с 4-мя обмотками (2 - по оси датчиков, 2- вертикально). Стробоскоп отбивал угол дисбаланса на лимбе по стрелке, закреплённой на передней крышке двигателя (Вначале был 3ф 0,4 кВт 3000 об/мин, переделал на постоянку, регулировал ЛАТРом на 27 В 300 Вт). Последовательно с каждым датчиком (включен в резисторный мост для регулировки чуствительности) подсоединялись две перпендикулярные обмотки генератора (каждая в регулируемой резисторной мостовой схеме). В режиме настройки станка при вращении КВ (с неизвестным дисбалансом) мостами генератора в каждой плоскости балансировки строился вектор сигнала, противоположный дисбалансу (т. е. производилась электрическая балансировка КВ, после чего станок тарировался установкой грузиков на КВ в нужной плоскости балансировки и устранялось влияние этого дисбаланса на другую плоскость балансировки. При переходе в режим работы включенная плоскость балансировки показывала амплитуду сигнала датчика (величина дисбаланса в единицах, полученных при тарировке ) и при переходе синусоиды сигнала датчика с + на - стробоскоп отбивал угол дисбаланса на лимбе. Переделанный сигнализатор на метан оцифровывал показания.

Как происходит устранение влияния одной плоскости на другую в ваших разработках? Как вы тарируете свои показания, зная тип схемы балансировки V или X ? Пробовал собрать генератор на тензодатчиках - не работает. Проволочные тензодатчики работают до 1 Гц. При вращении рукой медленно сигналы генератора появлялись, при вращении двигателем - нет.

Удачи!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Дмитрий43, уверен ест кто хочет станки под свои задачи строить! Нет знаний эелментарных, как писал один из участников" нет базы". А делиться подсказывать думаю не все будут.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Savelich, По поводу шарика думаю хорошая идея. Вложить его в конусное отверстие в торце КВ, используемое для монтажа в центра,и упереть в перпендикулярную поверхность, можно с полимерной поверхностью. Да будет счастье.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.


×