Abstract
Vibration analysis is one of the most powerful tools available for the detection and isolation of incipient faults in mechanical systems. The methods of vibration analysis in use today and under continuous study are broad band vibration monitoring, time domain analysis, and frequency domain analysis. In recent years, great interest has been generated concerning the use of time- frequency repesentation and its application for a machinery diagnostics and condition monitoring system. The objective of the study described in this paper was to develop a new diagnostic tool for the rotating machinery. This paper introduces a new time frequency representation. Directional Winger-Ville Distribution, which analyese the time-frequency structure of the rotating machinery vibration.
진동해석을 이용한 기계계통의 진단에는 시간영역(time domain)에서의 해석 과 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용한 주파수영역(frequency domain)에서의 해석 을 생각할 수 있다. 이중 FFT 방법은 고속연산기의 출현과 물리적인 이해의 편이성 등오로 인하여 널리 사용되고 있으나, 시간 함수인 비정상 상태신호(nonstationary signal)의 경우는 주파수영역 해석만으로는 물리적 이해를 구하는데는 한계가 있다. 그래서, 최근 신호처리기법 분야에서는 주파수영역 해석과 시간영역 해석을 보완적 으로 표현할 수 있는 기간-주파수영역 해석기법에 많은 연구가 진행되고 있다. 그중 대표적인 신호처리 기법은 Wigner-Ville Distribution이며, 특히 본 Wigner-Ville Distribution은 많은 물리적 의미를 갖고 있어 주요 연구 대상이며, 많은 응용분야 를 갖고 있다. 그러나, 기계계통중 회전체의 진동신호을 분석하여 고장 진단 및 감시를 용이하기 위해서는 새로운 형태의 시간.주파수영역 해석기법이 필요하다. 본 논문에서는 회전체의 진동신호 분석이 용이하도록 물리적인 의미와 응용상에 중점을 둔 방향서 Wigner-Ville 분포라는 시간-주파수 분석기법을 제안하였고, 회전체를 이용한 실험을 실시하였다. 그 결과 제안된 방향성 Wigner-Ville Distribution은 회전체 진동신호를 시간-주파수 영역에서 잘 표현하고 있으며, 특히 회전체의 수직 및 수평방향 진동신호로 부터 얻어지는 방향성 Wigner-Ville Distribution은 각 주파수 성분의 방향성 정보를 갖고 있어 이를 회전체의 고장 진단 및 감시에 이용 하였다.
