코히어런스 그래프

코히어런스는 VibrationVIEW 랜덤 및 충격 시험 모듈의 분석기 그래프 옵션입니다.

코히어런스 그래프는 동일한 주파수에서 두 신호 간의 통계적 관계를 표시합니다.

두 신호 x와 y의 코히어런스는 신호 간의 위상차에 따라 달라집니다. 이는 정규화된 값이므로 신호의 위상이 일치하는지 또는 반대인지를 지정하지 않습니다. 대신, 코히어런스 값이 1이면 파형의 위상 차이가 하나 또는 여러 샘플에 대해 일관됨을 나타내고 값이 0이면 위상 차이가 변경되었음을 의미합니다.

특정 위상 값을 제공하는 대신 코히어런스는 정의된 주파수에 대해 위상차가 변경되는지 여부를 나타냅니다. 이 정보를 통해 엔지니어는 신호 간의 상대적인 움직임을 평가할 수 있습니다.

코히어런스 함수 계산

코히어런스 함수는 신호 x 및 y의 전력 스펙트럼 밀도와 CSD(교차 스펙트럼 밀도)를 구현합니다. 크기 제곱 값을 계산하면 신호 관계에 대한 정보가 생성되지만 연관된 위상 값은 제거됩니다. 코히어런스 Mathematics 수업에서 이 추정의 수학에 대해 자세히 알아보세요.

코히어런스 함수의 분산은 데이터 샘플이 많을수록 감소합니다. 추정된 코히어런스는 개별 샘플의 수와 기간에 따라 달라집니다.

평균화

평균화는 분산을 줄이는 한 가지 방법입니다. 예를 들어 VibrationVIEW의 충격 시험 설정에서 평균 펄스 수 필드는 소프트웨어가 교차 스펙트럼을 계산하기 위해 평균화하는 최대 펄스 수를 결정합니다. 이는 평균 교차 스펙트럼을 사용하여 코히어런스 플롯을 생성하고 표시합니다.

한 쌍의 독립 파형의 경우 평균의 샘플 수가 증가하면 코히어런스 수준은 0에 가까워집니다. 샘플 수가 적은 경우 독립 파형이 상대적으로 높은 코히어런스 값을 표시할 것으로 예상할 수 있습니다.

그러나 파형이 종속적인 경우 평균화 양을 늘려도 코히어런스는 변경되지 않지만 실제 0이 아닌 값에 대한 더 나은 추정치를 제공합니다.

창

엔지니어는 신호에 윈도우 기능을 적용할 수도 있습니다. VibrationVIEW는 Welch 유형 알고리즘을 사용하여 푸리에 변환 결과에서 CSD를 계산하며 사용자는 샘플 수와 중복 비율을 조정할 수 있습니다.

자세히 알아보기: 신호 처리 기술 강의 과정을 위한 창 기능.

코히어런스 그래프에 사용

코히어런스는 지정된 주파수에서 제어 시스템의 선형성을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 1에 가까운 코히어런스 값은 시스템이 주파수 f에서 선형 시불변임을 나타내며 제어기가 f에서 제어할 수 있음을 확인합니다.

0에 가까운 코히어런스 값은 시스템이 비선형이거나 시간에 따라 통계적으로 변하거나 둘 다임을 나타내며 이는 낮은 제어 품질을 의미합니다. 0에 가까운 코히어런스 값은 제어기 성능 저하, 시스템 소음 또는 케이블 손상과 같은 다른 구성 요소 문제로 인해 발생할 수 있습니다.

엔지니어는 전달함수 그래프와 함께 코히어런스를 사용하여 피크가 공진 주파수 또는 측정 노이즈로 인한 것인지 확인할 수도 있습니다.

부품의 동작 평가

코히어런스 그래프는 진단 도구로 기능할 수 있습니다. 예를 들어, 두 구성 요소의 위상이 180° 차이를 유지해야 하는 경우 해당 응답 신호 간의 코히어런스는 1이어야 합니다. 코히어런스가 낮으면 구성 요소 중 하나의 위상이 약간 어긋나 교체가 필요할 수 있습니다.

다축 시스템에서 코히어런스 플롯은 한 축의 진동이 다른 축의 진동에 어떻게 영향을 미치는지 보여줄 수 있습니다. 얇은 강철 막대로 지지되는 진동하는 알루미늄 덩어리의 다음 시험 결과를 고려하십시오. 3축 가속도계는 질량 끝의 진동을 측정했습니다(그림 2.4).

빔이 수직면(z축)에서 진동하므로 수평면(x 및 y축)에서는 큰 진동이 예상되지 않습니다. 그러나 수직 진동의 에너지는 특정 주파수에서 다른 평면의 진동을 자극합니다(그림 2.5). 결과적으로 더 이상 일정한 위상차가 없기 때문에 코히어런스 값이 달라집니다.

IEEE-344 매개변수

IEEE 344는 원자력 발전소용 클래스 1E 장비의 내진 인증에 대한 권장 사례를 다루고 있습니다. 표준에는 다른 통계 중에서도 코히어런스 도표가 필요합니다. 코히어런스 플롯은 일시적인 이벤트 데이터의 주파수 정상성을 보여줄 수 있습니다.

결론

코히어런스 플롯은 특정 주파수에서 신호 간의 관계를 표시합니다. 이는 지정된 주파수에서 제어 시스템의 선형성을 결정하고 구성 요소의 동작을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.