Zastosowanie widm wyższych rzędów w detekcji nieliniowości systemów

• Autorzy: Jasiński M. , Radkowski S.

Warianty tytułu

EN

Use of higher order spectra in detection of system non-linearity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cenność informacji zawartej w widmach wyższych rzędów polega na tym, że pozwalają one badać statystyczne zależności pomiędzy poszczególnymi składowymi widma oraz wykrywać składowe powstałe w wyniku występowania efektów nieliniowych, ich rodzaju i dodatkowych sprzężeń zwrotnych związanych z powstającymi uszkodzeniami. Wynika to z faktu, że w odróżnieniu od widma mocy, które jest dodatnie rzeczywiste, funkcje widm wyższych rzędów są wielkościami zespolonymi, zachowującymi informację zarówno o rozkładzie mocy względem poszczególnych składowych widma jak i o zmianach fazy. Zauważmy, że naturalnym rozszerzeniem tego spojrzenia jest zadanie określania typu i wielkości nieliniowości na podstawie analizy gęstości rozkładu prawdopodobieństwa odpowiedzi układu nieliniowego. Praca zawiera analizę widmową wyższych rzędów.

EN

The value of the information contained in higher order spectra is connected with the fact that higher order spectra enable examination of statistical relations between individual components of the spectrum while also enabling detection of the components which have emerged as a result of non-linear effects, their type and the additional feedback associated with the emerging defects. The reason for this is the fact that in contrast with the power spectrum, which is positive in real terms, the functions of higher order spectra are complex values which retain the information on both, power distribution to respective spectrum components as well as change of phase. Let us note that such a view is further expanded on in the task of defining the type and the extent of non-linearity while relying on the analysis of the probability distribution density in a non-linear system’s response. The paper includes the analysis of higher order spectra.

Słowa kluczowe

PL

widmo wyższych rzędów; efekt nieliniowy; układ nieliniowy; bispektrum; analiza bispektralna

EN

higher order spectra; nonlinear effects; nonlinear system; bispectrum

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 5/81
• Strony: 65--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jasiński M.

autor

Radkowski S.

• Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Jasinski M., Radkowski S.: (2010) Use of the higher spectra in the low-amplitude fatigue testing. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 25, No. 2, February 2011, pp. 704-716, doi:10.1016/j.ymssp.2010.06.001.
• [2] Wenger A, Koka A, Janser K, Netzelmann U, Hirsekorn S, Arnold W.: (2000) Assessment of the adhesion quality of fusion-welded silicon wafers with nonlinear ultrasound. Ultrasonics. 38, str. 316÷321.
• [3] Brotherhood C.J, Drinkwater B.W, Dixon S.: (2003) The detectability of kissing bonds in adhesive joints using ultrasonic techniques. Ultrasonics. 41, str. 521÷529.
• [4] Van Den Abeele K.E, Sutin A, Carmeliet J, Johnson P.A.: (2001) Micro-damage diagnostics using nonlinear elastic wave spectroscopy (NEWS). NDT&E Int. 34, str. 239÷248.
• [5] Morbidini M, Duffour P, Cawley P.: (2005) Vibro-acoustic modulation NDE technique. Part 2: experimental study. Rev. Prog. Quant. NDE. 24, str. 616÷623.
• [6] Radkowski S.: (2002) Wibroakustyczna diagnostyka uszkodzeń niskoenergetycznych, Instytut Technologii Eksploatacji, Warszawa-Radom.
• [7] Priestley M.B.: (1992) Spectral Analysis and Time Series, London, Academic Press.
• [8] Nikias Ch.L., Petropulu A.P., (1993) Higher-Order Spectral Analysis, PTR Patience Hall, New Jersey.
• [9] Cempel Cz.: (1982) Podstawy Wibroakustycznej Diagnostyki Maszyn. WNT, Warszawa.
• [10] Gienkin M.D., Sokołowa A.G.: (1987) Wibroakusticzeskaja diagnostika maszin i mechanizmów, Maszinostrojenije, Moskwa.
• [11] Cho, Y.S. at al.: (1992) A digital technique to estimate second-order distortion using higher coherence spectra. Trans. on Signal Processing 40, IEEE, str. 1029÷1040.
• [12] Sato, T., Saslci, K., Nakamara, Y.: (1977) Read-time Bispectral Analysis of Gear Noise and its Application to Contactless Diagnosis. JASA, 62(2), str. 382÷387.
• [13] Eykhoff, P.: (1980) Identyfikacja w układach dynamicznych. PWN, Warszawa.
• [14] Schetzen, M.: (1980) The Volterra and Wiener Theories of Nonlinear Systens, Nowy Jork: Wiley.
• [15] Bendat J.S.: (1990) Nonlinear System Analysis and Identification from Random Data. John Wiley & Sons, Nowy Jork.
• [16] Papoulis A.: (1972) Prawdopodobieństwo, zmienne losowe i procesy stochastyczne, WNT, Warszawa.
• [17] Mendel J.M.: (1991) Tutorial on Higher-Order Statistics (Spectra) in Signal Processing and System Theory: Theoretical Results and Some Applications. Proc. of the IEEE, Vol.79 No 3, str.278÷305.
• [18] Nikias Ch. L., Raghuveer M.R.: (1987) Bispectrum Estimation: A Digital Signal Processing Framework. Proc. of the IEEE, Vol. 75, No 7. July, str.869÷891.
• [19] Leonov V.P., Shiryaev A.N.: (1959) On a Method of Calculation of Semi-Invariants. Theory Probability Application, Vol.4, str. 319÷328.
• [20] Swami A., Mendel J.M., Nikias C.L.: (1995) Higher - Order Spectral Analysis Toolbox For Use with MatLab, The MathWorks Inc.
• [21] Fackrell J.W.A. i inni: (1995) The Interpretation of the Bispectra of Vibration Signals. I. Theory. MSSP, Vol. 9(3), str. 257÷266.