Секция: Техника и инженерные науки
МОУ СОШ с углубленным изучением отдельных предметов № 38 им.
+7(473)
*****@***ru
Применение непрерывного вейвлет преобразования для акустической диагностики механизмов
Митрофанов Сергей
Класс: 10
а, кв. 17
; E-mail: *****@***ru
Научный руководители: канд. пед. наук., учитель физики МОУ СОШ №38, учитель физики МОУ СОШ №38.
Целью данной работы является изучение и применение вейвлет преобразования для обработки сигналов и акустической диагностики различных объектов.
В последнее время мы много читаем и слышим о катастрофах техногенного характера. Многие из них происходят из-за акустического резонанса. Например, такие как: Волгоградский мост
Явление резонанса, наблюдавшееся на мосту через Волгу в Волгограде, возможно, впервые наблюдалось на мосту балочной конструкции, а не на висячем мосту.
Открывшийся полгода назад новый мост через Волгу, был закрыт из-за колебаний, амплитуда которых достигала одного метра. Полагается, что причиной колебаний моста стала его аэродинамика: ветровые нагрузки могли попасть в одну резонансную зону и вызвать такие последствия. Исследования показали, что мост технически исправен.
Трансвааль парк
«14 февраля 2004 года примерно в 19:15 произошло обрушение крыши аквапарка. В этот момент в здании находилось около 400 человек.
Одним из широко известных методов обработки сигнала является преобразование Фурье, с помощью которого можно увидеть частотный спектр сигнала, позволяющий диагностировать объекты. Но на этом спектре мы увидим только частоту и амплитуду какого-либо колебания, присутствующего в данном объекте. В настоящее время для спектральной обработки сигналов применяется метод вейвлет преобразования, который позволяет увидеть как спектр изменяется во времени. То есть можно получить не 2D спектр, а 3D. Что позволяет узнать, в какой момент времени появилось колебание на определенной частоте.
Таким образом, в результате непрерывного вейвлет преобразования мы получаем 3 параметра: частота, амплитуда и время, которые можно использовать для более детальной диагностики объектов. Особенно этот метод применяется для механизмов, в которых происходят периодические процессы.
Целью данной работы является изучение и применение вейвлет преобразования для обработки сигналов и акустической диагностики различных объектов.
Блок-схема процесса измерения и обработки сигнала
 |
 |
 |
 |
 |
|
В данной работе была поставлена цель изучить возможность применения метода вейвлет преобразования для обработки акустических сигналов, и дальнейшей диагностики и контроля различных объектов с использованием полученных спектров. В качестве исследуемых объектов были выбраны бытовые приборы, а также насос подкачки воды в жилом доме. Для каждого из них проведен детальный спектральный анализ.
В итоге нами доказано, что метод вейлет преобразования применим для акустического контроля объектов и он более информативен, чем контроль с помощью преобразования Фурье. С помощью данного метода можно эффективно диагностировать объекты (механизмы). Поскольку у метода непрерывного вейвлет преобразования имеется очень большое количество различных параметров и коэффициентов, то было бы интересным использовать эти параметры для более эффективной диагностики объектов. Это является дальнейшим направлением моего исследования.
Результаты данной работы могут быть полезны тем, кто интересуется спектральным анализом, а также могут быть использованы для своевременного обнаружения дефектов в различных объектах.
Список литературы:
ДФМН . В мире мощного звука журнал Квант, 1989г стр.18-25 . Акустическая диагностика механизмов. Издательство «Машиностроение» Москва 1971г. , . Возможности применения вейвлет-анализа в виброакустической диагностике. РАН сибирское отделение Автометрия 2002 Том 38 № 3. . Использование вейвлет-преобразований для обнаружения патологий речевого аппарата. Сборник работ в 1 научной конференции студентов и аспирантов белгосуниверситета. Стр. 81-86. Минск 17-20 мая 2004г. Непрерывное вейвлет преобразование. Реферат по математике. http://www. *****/archives/67/bestref-95467.zip