Signaalinkäsittely 1


Liitetiedostossa Nostosylinteri alas.xls on mitattu ajan funktiona syninterissä vallitsevaa painetta (p1), sylinterin asemaa jänniiteenä (Us) sekä annettua ohjearvoa (Ue).

Asema-anuri on kalibroitu kahdessa tunnetussa pisteessä ja jännitteenä mitatun asemasignaalin sekä todellisen aseman välille saatu seuraava riippuvuus Asema (mm)=(Ue-0,91)*74,6 + 920.

Seuraavassa on tehtäviä liittyen liitetiedostoon:

Aseman mittaus

  1. Määrittele millä jaksoajalla ja taajuudella mittaus on suoritettu
  2. Laske excel taulukkoon sylinterin asema (mm) edellä annetun riippuvuuden perusteella
  3. Piirrä kuvaaja, jossa sylinterin asema näkyy ajan funktiona
  4. Laske taulukkoon sylinterin nopeus ajan funktiona ( periaate ds/dt)
  5. Piirrä kuvaaja nopeudesta
  6. Arvioi tulosta ja mieti onko se mahdollinen, kun maksiminopeus on n 150 mm/s
  7. Pohdi syitä saatuun tulokseen ja etsi ratkaisu parempien tulosten saamiseksi
  8. Testaa ja piirrä kuvaaja ja jatka kunnes olet tyytyväinen tulokseen
  9. Laske taulukkoon kiihtyvyys (periaate dv/dt)
  10. Piirrä kuvaaja kiihtyvyydestä
  11. Arvioi tulosta ja koita ratkaista ongelma kuten kohdassa 8

Painemittaukset

  1. Piirrä painekuvaaja ajan funktiona
  2. Määritä kuvaajasta alin ominaistaajuus, jonka havaitset
  3. Onko käytetty mittaustaajuus riittävä, jotta saatuun tulokseen voi luottaa. Arvioi tätä ns Nyqvistin taajuuden perusteella (Googlaa tarvittaessa) selvittämällä mitä sillä tarkoitetaan ja mikä olisi tässä mittauksessa suurin luotettavasti mitattavissa oleva taajuus.
  4. Pohdi miten voisit poistaa painevärähtelyn mittauksesta. Selosta menetelmäsi ja testaa sen toiminta.
  5. Mieti miten saat erotettua värähtelevän paineosuuden keskipaineesta. Selvitä menetelmäsi ja testaa sen toiminta

Näistä tehtävistä kukin palauttaa kirjallisena tulokset excelin avulla käsiteltyinä!

FFT analyysi

  1. Liitteenä on zipattu tiedosto FFT sovelluksesta Matlabin yhteydessä Toimi jäljempänä seuraavan tiiviin ohjeen mukaan ja testaa FFT:n toimivuutta aikaisemmin käsitellyllä mittaustiedostolla.
  2. Selvitä mitä tuloksia ohjelma tuottaa ja vertaa niitä excelissä laskemiisi.

Käyttöohje:

-        pura zippi määrittämääsi tiedostoon

-        käynnistä Matlab

-        kirjoita cd + polku, jonne purit zipin (voit käyttää myös copy/paste toimintaa kirjoitettuasi cd +väli

Ohjelmaa ajetaan komennolla:

 p_main_hp('Nostosylinteri alas', pi/3, 20, 'xls', [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]) 

-        hakasulkeissa määritellään tulostettavat kohteet

-        Nostosylinteri alas on käsiteltävän tiedoston nimi

tai lyhyemmin

 p_main_hp('Nostosylinteri alas', pi/3, 20)

Alle 20 taajuudet leikataan pois voimakkainta sinikomponenttia etsittäessä. Normaaliajossa (so. kun etsinnässä sallitaan kaikki taajuudet) taajusrajaksi voi laittaa 0:n, joka on oletusarvo:

 p_main_hp('Nostosylinteri alas', pi/3, 0)

tai vielä lyhyemmin

 p_main_hp('Nostosylinteri alas', pi/3)

Mahdollisia ongelmia:

- Jos paineessa ohjausignaalista johtuvia hyvin matalataajuisiksi muutoksiksi tulkittavia muutoksia, ko ohjelma löytää nämä matalimmaksi ominaistaajuudeksi ja tällöin ohjelmatiedostoon on tehtävä muutoksia tai näytealuetta rajattava. Palataan tähän tarvittaessa.

Ohjelmallinen toteutus (periaate):

Keskiarvon laskenta halutusta määrästä näytteitä (esimerkissä viidestä näytteestä).

Muista myös muuttujien määrittely ja varaa S_Load[m] vektorille riittävä pituus esim S_Load[10].