추적 필터 대역폭

추적 필터를 제어기의 입력 신호에 적용하여 측정 및 제어에 영향을 줄 수 있는 원치 않는 노이즈와 고조파를 필터링할 수 있습니다. 엔지니어는 사인 스위프 시험을 위해 추적 필터의 너비를 조정할 수도 있습니다.

추적 필터의 값을 더 잘 이해하려면 다음을 고려하십시오.

추적 필터의 값

1G 진폭으로 5Hz에서 100Hz까지 사인 스위프를 실행한다고 가정합니다. 제품은 25Hz에서 공진하여 고조파, 즉 25Hz 공진 주파수의 배수인 주파수에서 공진합니다. 25Hz 진동에 의해 기여된 것 외에 고조파에 가속도가 있습니다.

스윕이 25Hz에 도달하면 추적 필터가 없는 제어기는 모든 가속도를 동시에 읽고 25Hz에 기록합니다.

소음 및 왜곡 문제

제어기가 25Hz에서 진폭 1G로 제품을 흔들면 50Hz에서 0.1G, 100Hz에서 0.3G의 가속도가 발생한다고 가정합니다(두 가지 모두 25Hz 공진의 고조파). 추적 필터가 없으면 제어기는 고조파에서 0.4G를 읽고 25Hz에서 1G 가속도를 읽습니다. 즉, 제어기는 25Hz에서 1.4G를 측정합니다.

제어기는 25Hz에서 1G를 원하고 출력(드라이브)을 줄입니다. 제어기가 25Hz에서 1G로 제품을 흔들었을 때는 정확했지만 지금은 더 낮은 가속도로 흔들리고 있습니다. 측정 시 다른 주파수의 잡음과 고조파 왜곡이 포함되어 있기 때문에 여전히 1G로 표시됩니다.

추적 필터에 사용

추적 필터는 관심 있는 순수 사인 톤을 분리합니다. 사인 스위프가 진행됨에 따라 추적 필터는 관심 주파수를 따르고 다른 주파수의 노이즈와 고조파를 필터링합니다. 이렇게 하면 다른 주파수는 제어기의 가속도 측정에 영향을 주지 않습니다.

추적 필터는 많은 시험 상황에서 유용합니다. 예를 들어, 추적 필터가 없는 유압식 가진기 시험은 가진기의 작동 사양을 초과하는 주파수에서 진동을 제어할 수 있는 것처럼 보일 수 있습니다. 더 낮은 주파수에서 진동이 발생하지만 사양 내에서는 제어기가 제어할 높은 주파수로 판독하는 가속도가 생성될 수 있습니다. 추적 필터를 사용하면 제어기는 더 낮은 주파수 가속도를 필터링하고 이를 더 높은 주파수로 기록하지 않습니다.

추적 필터 폭 비교

진동시험 기술 과정에서는 추적 필터를 비교하기 위해 실험을 실행했습니다.

신호 발생기는 1G 진폭의 1,000Hz 사인 톤을 제어기의 채널 2 입력으로 출력합니다. 제어기의 출력(드라이브)은 채널 1 입력으로 루프되었습니다. VR은 제어기의 사인 스윕 시험 과정에서 채널 2 그래프에 가장 관심이 많았습니다.

VR은 다양한 추적 필터 폭을 사용하여 시험을 실행했습니다. 추적 필터의 폭은 제어기가 가속도를 읽는 주파수 대역의 폭을 정의합니다.

예를 들어 추적 필터 폭이 500Hz라고 가정합니다. 사인 스윕이 750Hz에 도달하면 제어기는 신호 발생기의 1,000Hz에서 1G 가속도 중 일부를 측정에 통합합니다. 750Hz에서는 가속도가 없었지만, 그래프에서는 가속도가 있었던 것처럼 나타납니다.

결과

다양한 추적 필터 폭에서의 실험 결과는 그림 3.1에 나와 있습니다.

추적 필터가 없으면 그래프는 1G에서 스펙트럼 전체에 직선을 표시했습니다. 제어기는 가속도가 1,000Hz임에도 불구하고 사인 스위프 전체에서 1G의 가속도를 읽습니다.

추적 필터가 넓을수록 곡선이 넓어집니다. 더 넓은 추적 필터를 사용하면 제어기는 스윕에서 1,000Hz의 가속도를 더 빨리 읽습니다. 추적 필터가 좁을수록 추적 필터가 해당 가속도를 만나는 스윕 과정에서 더 오랜 시간이 걸립니다.

진동의 추적 필터VIEW

VibrationVIEW에서 추적 필터의 너비는 시험 편집 > 매개변수 > 입력 필터 매개변수에서 설정할 수 있습니다. 여기서는 필터의 부분 대역폭과 최대 대역폭이 모두 설정됩니다. 추적 필터의 너비는 둘 중 더 낮습니다.

예

부분 대역폭을 20%로 설정하면 추적 필터의 폭은 사인 스위프 주파수의 20%가 됩니다. 스윕이 40Hz에 도달하면 추적 필터의 폭은 8Hz가 됩니다.

그런 다음 5Hz에서 100Hz까지 사인 스윕을 실행하고 부분 대역폭을 20%로 설정하고 최대 대역폭을 5Hz로 설정한다고 가정합니다.

5Hz에서 25Hz까지 소프트웨어는 부분 대역폭을 사용하고 추적 필터 폭은 1Hz에서 5Hz로 증가합니다. 사인 스윕이 25Hz에 도달하면 부분 대역폭이 25Hz에서 두 대역폭 중 더 크기 때문에 소프트웨어는 최대 대역폭으로 전환합니다. 부분 대역폭이 최대 대역폭과 같아지는 지점을 크로스오버 주파수라고 합니다.

필터 폭 추적을 위한 수학 추적

VibrationVIEW에서 수학 트레이스는 사인 시험 중에 추적 필터의 폭을 표시할 수 있습니다. 이 간단한 추적은 추적 필터 위치와 너비를 매핑합니다. 또한 시험 전체에서 동일한 고정(또는 최대) 대역폭과 시험 빈도가 증가함에 따라 증가하는 부분 대역폭을 표시합니다.

사인 시험에 대한 추적 필터의 너비를 표시하는 올바른 공식은 다음과 같습니다.

( Freq < ( [PARAM:주파수] + ((([PARAM:TrackBWFractional]/100) * [PARAM:주파수])/2) )) && ( Freq > ( [PARAM:주파수] – ((([PARAM:TrackBWFractional]/100) * [PARAM:주파수])/2) )) && ( Freq < ( [PARAM:주파수] + ([PARAM:TrackBWFixed]/2) )) && ( Freq > ( [PARAM:주파수] – ([PARAM:TrackBWFixed]/2) )) * 수요

수학적 추적에 대한 추가 40가지 용도를 확인하세요.

예시 영상

아래 비디오는 고정 대역폭이 50Hz이고 부분 대역폭이 20%인 추적 필터의 폭을 보여줍니다. 크로스오버 주파수는 250Hz(250Hz * 20% = 50Hz = 최대 주파수)입니다.

10Hz에서 250Hz까지 추적 필터는 분수 대역폭을 사용하며 시험 주파수가 증가함에 따라 폭도 증가합니다. 시험이 250Hz에 도달하면 추적 필터는 고정(최대) 대역폭을 사용합니다.