JPS63101767A - 波形解析方法 - Google Patents
波形解析方法Info
- Publication number
- JPS63101767A JPS63101767A JP24748786A JP24748786A JPS63101767A JP S63101767 A JPS63101767 A JP S63101767A JP 24748786 A JP24748786 A JP 24748786A JP 24748786 A JP24748786 A JP 24748786A JP S63101767 A JPS63101767 A JP S63101767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- analysis
- sampling
- waveform data
- original waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、回転機の振動、騒音等の波形を解析するに好
適な波形解析方法に関する。
適な波形解析方法に関する。
（従来の技術）
一般に、回転機の振動および騒音を検出して得られる電
気信号波形には、基本的に回転数に比例した周波数成分
が含まれており、その成分周波数は数ヘルツ（Ｈｚ ）
から数キロヘルツ（ＫＨｚ ）の広範囲に分布している
。
気信号波形には、基本的に回転数に比例した周波数成分
が含まれており、その成分周波数は数ヘルツ（Ｈｚ ）
から数キロヘルツ（ＫＨｚ ）の広範囲に分布している
。
かかる電気信号波形をサンプリングによって周波数解析
するとき、高周波成分に対してはサンプリング周波数を
高くする必要があり、逆に低周波成分に対してはサンプ
リング周波数を下げるか、サンプリング点数を多くしな
ければならない。
するとき、高周波成分に対してはサンプリング周波数を
高くする必要があり、逆に低周波成分に対してはサンプ
リング周波数を下げるか、サンプリング点数を多くしな
ければならない。
ここで、サンプリング周波数をｆ １サンプリング点数
を８１解析可能周波数をＦとすれば、これらの間には次
式に示す関係が成立する。
を８１解析可能周波数をＦとすれば、これらの間には次
式に示す関係が成立する。
Ｓ、 ２
この関係式から明らかなように、サンプリングによって
得られた原波形データに基づき高周波成分と低周波成分
の両方を求めるにはサンプリング周波数を上げ、しかも
、サンプリング点数を多くしなければならない。しかし
、従来はこれに代わる適切な方法がなかったので、止む
を得ずサンプリング周波数を上げると共に、必要なだけ
サンプリング点数を増やして回転機の騒音、振動等の波
形解析を行っていた。
得られた原波形データに基づき高周波成分と低周波成分
の両方を求めるにはサンプリング周波数を上げ、しかも
、サンプリング点数を多くしなければならない。しかし
、従来はこれに代わる適切な方法がなかったので、止む
を得ずサンプリング周波数を上げると共に、必要なだけ
サンプリング点数を増やして回転機の騒音、振動等の波
形解析を行っていた。
（発明が解決しようとする問題点）
上述したように、サンプリング周波数を高めるには当然
のことながら高速のサンプリング装置が必要になり、ま
た、サンプリング点数を多くすることはそれに応じてメ
モリの容量を増やさなければならず、これによって周波
数解析装置が高価になることのほか、かかる波形解析に
用いる高速フーリエ変換処理に多大な時間を要してしま
うという問題点があった。
のことながら高速のサンプリング装置が必要になり、ま
た、サンプリング点数を多くすることはそれに応じてメ
モリの容量を増やさなければならず、これによって周波
数解析装置が高価になることのほか、かかる波形解析に
用いる高速フーリエ変換処理に多大な時間を要してしま
うという問題点があった。
また、高速サンプリングによる多数のデータから得られ
る解析周波数は回転数に比例した周波数だけでなく、実
際には回転数に比例しない周波数をも求めてしまうとい
う問題点もあった。
る解析周波数は回転数に比例した周波数だけでなく、実
際には回転数に比例しない周波数をも求めてしまうとい
う問題点もあった。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、装置コストの低廉化を図り得ると共に、高速フーリエ
変換の処理時間を短縮し得、併せて、回転機の回転数に
比例した周波数成分のみを求めることのできる波形解析
方法の提供を目的とする。
、装置コストの低廉化を図り得ると共に、高速フーリエ
変換の処理時間を短縮し得、併せて、回転機の回転数に
比例した周波数成分のみを求めることのできる波形解析
方法の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、サンプリングによって得られた原波形データ
の最小解析周波数および基本周波数を求め、次に、前記
基本周波数が前記最小解析周波数の整数倍か否かを調べ
、次に、前記基本周波数が前記最小解析周波数の整数倍
のとき前記原波形データを高速フーリエ変換にて周波数
解析し、整数倍でないときスプライン関数を用いて前記
最小解析周波数が前記基本周波数の整数分の一になるよ
うに前記原波形データを補間すると共に、補間によって
、得られたデータを前記高速フーリエ変換にて周波数解
析することを特徴としている。
の最小解析周波数および基本周波数を求め、次に、前記
基本周波数が前記最小解析周波数の整数倍か否かを調べ
、次に、前記基本周波数が前記最小解析周波数の整数倍
のとき前記原波形データを高速フーリエ変換にて周波数
解析し、整数倍でないときスプライン関数を用いて前記
最小解析周波数が前記基本周波数の整数分の一になるよ
うに前記原波形データを補間すると共に、補間によって
、得られたデータを前記高速フーリエ変換にて周波数解
析することを特徴としている。
（作 用）
振動または騒音に対応する電気信号をサンプリングした
場合、サンプリング周波数とサンプリング点数から最小
解析周波数を求めることができる。
場合、サンプリング周波数とサンプリング点数から最小
解析周波数を求めることができる。
また、サンプリングによって得られた原波形データから
、基本周波数を求めることができる。この基本周波数の
求め方については、例えば、特開昭５８−１２９３６８
号公報に開示されているのでその説明を省略するが、回
転機の振動または振動の解析においては、この基本周波
数が上記最小解析周波数の整数倍であることが望ましい
サンプリングと言える。
、基本周波数を求めることができる。この基本周波数の
求め方については、例えば、特開昭５８−１２９３６８
号公報に開示されているのでその説明を省略するが、回
転機の振動または振動の解析においては、この基本周波
数が上記最小解析周波数の整数倍であることが望ましい
サンプリングと言える。
そこで本発明は、最小解析周波数および基本周波数を求
め、基本周波数が最小解析周波数の整数倍か否かを調べ
、整数倍であれば、そのまま原波形データを高速フーリ
エ変換（Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｌｅｒＴｒａｎｓｆｏｒ−
以下ＦＦＴと言う）にて周波数解析する。
め、基本周波数が最小解析周波数の整数倍か否かを調べ
、整数倍であれば、そのまま原波形データを高速フーリ
エ変換（Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｌｅｒＴｒａｎｓｆｏｒ−
以下ＦＦＴと言う）にて周波数解析する。
−・方、基本周波数が最小解析周波数の整数倍になって
いない場合には、原波形データからスプライン関数を求
め、最小解析周波数が基本周波数の整数分の一倍になる
ように原波形データを補間し、この補間データをＦＦＴ
にて周波数解析している。
いない場合には、原波形データからスプライン関数を求
め、最小解析周波数が基本周波数の整数分の一倍になる
ように原波形データを補間し、この補間データをＦＦＴ
にて周波数解析している。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図に示すフローチャート
に従って説明する。
に従って説明する。
先ず、サンプリング周波数ｆ にて、サンプリング点数
Ｓ の原波形データがディジタル信号で得られたとする
と、ステップ１０１にてこの原波形データをファイルに
コピーし、ステップ１０２にて次式の演算により原波形
データに含まれる周波数成分の最小解析周波数ＦＯを求
める。
Ｓ の原波形データがディジタル信号で得られたとする
と、ステップ１０１にてこの原波形データをファイルに
コピーし、ステップ１０２にて次式の演算により原波形
データに含まれる周波数成分の最小解析周波数ＦＯを求
める。
次に、ステップ１０３にて回転機の回転数に対応する周
波数以外の成分、すなわち、直流成分および高周波成分
を取除くためにディジタルフィルタ処理を施した後；ス
テップ１０４にて基本周波数ｆ を算出する。
波数以外の成分、すなわち、直流成分および高周波成分
を取除くためにディジタルフィルタ処理を施した後；ス
テップ１０４にて基本周波数ｆ を算出する。
次に、ステップ１０５では、基本周波数ｆ が上記最小
解析周波数Ｆ の整数倍か否かを判定し、若し、基本周
波数ｆ が最小解析周波数Ｆ の整ＯＯ 数倍であれば、すなわち、Ｎを整数として次式％式％ を満足するとき、ステップ１０６にて原波形データをＦ
ＦＴにて周波数解析し、ステップ１０７にて解析結果を
表示する。
解析周波数Ｆ の整数倍か否かを判定し、若し、基本周
波数ｆ が最小解析周波数Ｆ の整ＯＯ 数倍であれば、すなわち、Ｎを整数として次式％式％ を満足するとき、ステップ１０６にて原波形データをＦ
ＦＴにて周波数解析し、ステップ１０７にて解析結果を
表示する。
一方、基本周波数ｆ が最小解析周波数ＦＯの整数倍で
ないとき、すなわち、次式 ％式％（４） の場合には、ステップ１０８にてサンプリング点数Ｓ
を一定として新たなサンプリング周波数、ｐ ｆ を次式 に従って求め、次いで原波形データからスプライン関数
Ｆ を求めて新たなサンプリング周波数ｐ Ｆ に対応するデータｙ （ｎ）を次式に従って算出す
る。
ないとき、すなわち、次式 ％式％（４） の場合には、ステップ１０８にてサンプリング点数Ｓ
を一定として新たなサンプリング周波数、ｐ ｆ を次式 に従って求め、次いで原波形データからスプライン関数
Ｆ を求めて新たなサンプリング周波数ｐ Ｆ に対応するデータｙ （ｎ）を次式に従って算出す
る。
ｙ−Ｆ（−）（６）
ｐ
ただし
ｎｅｏ〜（Ｓ −１）
である。第２図（ａ）、 （ｂ）はこの関係を示すも
ので、同図（ａ）に示すようにサンプリング周波数ｆ
、サンプリング点数Ｓ の原波形データｐ が、スプライン関数による近似という周知の手法によっ
て同図（ｂ）に示すようにサンプリング周波数ｆ 、サ
ンプリング点数Ｓ の波形データにｓ
ｐ補間される。
ので、同図（ａ）に示すようにサンプリング周波数ｆ
、サンプリング点数Ｓ の原波形データｐ が、スプライン関数による近似という周知の手法によっ
て同図（ｂ）に示すようにサンプリング周波数ｆ 、サ
ンプリング点数Ｓ の波形データにｓ
ｐ補間される。
このときの最小解析周波数はｆ ／Ｓ となり、ｐ
原波形の基本周波数ｆ の整数分の−になっている。
次に、ステップ１０９でこの補間データＦＦＴにて周波
数解析すると、ステップ１０７の処理に移って解析結果
を表示する。
数解析すると、ステップ１０７の処理に移って解析結果
を表示する。
しかして、この実施例によれば、原波形データの基本周
波数が常に最小解析周波数の整数倍になる状態で周波数
解析しているので、回転機の振動、騒音の波形解析に好
適であるほか、周波数成分の分布範囲が広くともサンプ
リング周波数を上げたり、あるいは、サンプリング点数
を大幅に増やしたりする必要がなくなる。この結果、サ
ンプリングの高速化、メモリ容量の増大および処理時間
の長大化を余儀なくされた従来の波形解析方法の欠点が
解消される。
波数が常に最小解析周波数の整数倍になる状態で周波数
解析しているので、回転機の振動、騒音の波形解析に好
適であるほか、周波数成分の分布範囲が広くともサンプ
リング周波数を上げたり、あるいは、サンプリング点数
を大幅に増やしたりする必要がなくなる。この結果、サ
ンプリングの高速化、メモリ容量の増大および処理時間
の長大化を余儀なくされた従来の波形解析方法の欠点が
解消される。
また、この実施例によれば、基本周波数が最小解析周波
数の整数倍になる状態で周波数解析しているので、原波
形を単にＦＦＴ処理しただけでは抽出できないような、
回転数に比例して表われる振動、騒音の周波数スペクト
ラムを確実に抽出することができる。
数の整数倍になる状態で周波数解析しているので、原波
形を単にＦＦＴ処理しただけでは抽出できないような、
回転数に比例して表われる振動、騒音の周波数スペクト
ラムを確実に抽出することができる。
なお、上記実施例ではスプライン関数を用いてデータ補
間を行ったが、これ以外の補間法を用いても上述したと
略同様な周波数解析を行うことができる。
間を行ったが、これ以外の補間法を用いても上述したと
略同様な周波数解析を行うことができる。
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
装置コストの低廉化を図り得ると共に、高速フーリエ変
換の処理を短縮し得、併せて、回転機の回転数に比例し
た周波数成分のみを求めることができるという効果があ
る。
装置コストの低廉化を図り得ると共に、高速フーリエ変
換の処理を短縮し得、併せて、回転機の回転数に比例し
た周波数成分のみを求めることができるという効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図（ａ）、（ｂ）は同実施例の処理手順の詳細を説明す
るための波形図である。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第１図 一一一伽を 第２図
図（ａ）、（ｂ）は同実施例の処理手順の詳細を説明す
るための波形図である。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第１図 一一一伽を 第２図
Claims (1)
- サンプリングによって得られた原波形データの最小解析
周波数および基本周波数を求め、次に、前記基本周波数
が前記最小解析周波数の整数倍か否かを調べ、次に、前
記基本周波数が前記最小解析周波数の整数倍のとき前記
原波形データを高速フーリエ変換にて周波数解析し、整
数倍でないときスプライン関数を用いて前記最小解析周
波数が前記基本周波数の整数分の一になるように前記原
波形データを補間すると共に、補間によって、得られた
データを前記高速フーリエ変換にて周波数解析すること
を特徴とする波形解析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24748786A JPS63101767A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 波形解析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24748786A JPS63101767A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 波形解析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63101767A true JPS63101767A (ja) | 1988-05-06 |
Family
ID=17164196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24748786A Pending JPS63101767A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 波形解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63101767A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0416771A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-21 | Hioki Ee Corp | メモリレコーダによる高調波測定方法 |
| WO1995033211A1 (de) * | 1994-06-01 | 1995-12-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum ermitteln von harmonischen oberschwingungen zu einer grundschwingung eines elektrischen signals |
| JP2012112761A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Yokogawa Electric Corp | 高調波成分測定装置 |
| JP2012115020A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Yokogawa Electric Corp | 電気角測定装置 |
| CN104655928A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 国家电网公司 | 一种电动汽车充电机的输入电压间谐波的检测方法 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24748786A patent/JPS63101767A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0416771A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-21 | Hioki Ee Corp | メモリレコーダによる高調波測定方法 |
| WO1995033211A1 (de) * | 1994-06-01 | 1995-12-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum ermitteln von harmonischen oberschwingungen zu einer grundschwingung eines elektrischen signals |
| US5889398A (en) * | 1994-06-01 | 1999-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for determining the harmonic oscillations of the fundamental component of an electrical signal |
| US6329806B1 (en) | 1994-06-01 | 2001-12-11 | Siemens Ag | Process for determining the harmonic oscillations of the fundamental component of an electrical signal |
| JP2012112761A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Yokogawa Electric Corp | 高調波成分測定装置 |
| JP2012115020A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Yokogawa Electric Corp | 電気角測定装置 |
| CN104655928A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 国家电网公司 | 一种电动汽车充电机的输入电压间谐波的检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chow et al. | Three phase induction machines asymmetrical faults identification using bispectrum | |
| Vold et al. | Multi axle order tracking with the Vold-Kalman tracking filter | |
| CA2278701A1 (en) | A dynamic, non-uniform clock for resampling and processing machine signals | |
| Kechida et al. | Approach signal for rotor fault detection in induction motors | |
| Blough | A survey of DSP methods for rotating machinery analysis, what is needed, what is available | |
| CN111160146B (zh) | 基于时频转换的水电机组状态监测信号数字滤波方法、装置及*** | |
| CN113361331B (zh) | 基于加窗插值fft的工频干扰消除方法、***和介质 | |
| JPS63101767A (ja) | 波形解析方法 | |
| CN114061947B (zh) | 基于稀疏时频分析的齿轮箱变转速故障诊断方法及*** | |
| JPH03291539A (ja) | 電動機のころがり軸受の異常検出方法 | |
| Qian | Gabor expansion for order tracking | |
| JP4310137B2 (ja) | 生体音検出データ処理装置、生体音検出データ処理方法及び生体音検出データ処理プログラム | |
| JP3108317B2 (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
| DE69512267T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur diagnose von mechanischen problemen, insbesondere in der zigarettenherstellung | |
| Ferrah et al. | An investigation into speed measurement of induction motor drives using rotor slot harmonics and spectral estimation techniques | |
| Costa et al. | Rotor failure diagnosis of induction motors by wavelet transform and Fourier transform in function of the load | |
| CN116992254B (zh) | 变频电机的壳振信号的重构方法、装置、设备及存储介质 | |
| Green et al. | Noninvasive speed measurement of inverter driven induction motors | |
| Chow | Condition monitoring of electric machines using third-order spectrum analysis | |
| JPS62291562A (ja) | クロマトグラフのデ−タ処理方法 | |
| KR20060012313A (ko) | 위상 측정 장치, 방법, 프로그램 및 기록 매체 | |
| JPH045538A (ja) | ウォルシュ変換を用いた信号解析方法 | |
| JP3032592B2 (ja) | 信号特徴成分解析装置 | |
| JPH0634481A (ja) | 振動制御装置 | |
| Blough et al. | Summary and characteristics of rotating machinery digital signal processing methods |