Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Obróbka próbkowanego sygnału

LiutenetMaria 18 Cze 2009 18:42 3244 12
  • #1 18 Cze 2009 18:42
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    W załączniku z excela spróbkowany sygnał z przekształtnika.
    Jak policzyć jego wartość skuteczna? jakim programem? Matlab?Excel? coś innego? Mam plik csv z pomiarami...

    To taki prostszy przykład, gdyż potem będę miał spróbkowany sygnał z mojego Softstartu(napięcie międzyfazowe oscylogram niebieski, obciążenie rezystancyjne, bez przewodu neutralnego, sterowanie fazowe).

    Czy uda się wyznaczyć wartość skuteczna tego przebiegu niebieskiego na filmie? Lub niekoniecznie dokładnie skuteczną- jakąkolwiek ilustrującą wzrost napięcia międzyfazowego (rysunek przykładowy)
    Obróbka próbkowanego sygnału

    0 12
  • #2 18 Cze 2009 19:05
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    A po co programem ? Policz z definicji wartości skutecznej !

    Tu masz wzór.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square

    Liczysz sumę kwadratów próbek jednego okresu, dzielisz przez ilość próbek w okresie (czyli liczysz średnią) a potem liczysz pierwiastek kwadratowy z otrzymanej liczby.

    0
  • #3 18 Cze 2009 19:10
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    tylko najpierw proszę zwrócić uwagę, że nie możemy dokładnie wychwycić okresu, gdyż wokół zera są pewne zawirowania. Należałoby chyba najpierw zastosować filtr. Ten najprostszy sposób ze wzorem będzie właśnie dobry wtedy, gdy będziemy znali okres przebiegu....
    Obróbka próbkowanego sygnału

    Ponadto należy liczyć sumę kwadratów jednego okresu, a przy czasie narastania napięcia powiedzmy 5 sekund, to tchy okresów dla których należałoby wykonać ręcznie najpierw detekcję okresu a potem sumowanie kwadratów wartości troszkę jest...

    0
  • #4 18 Cze 2009 19:15
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    A z jaką doladnością chcesz mierzyć tę wartość skuteczną ?

    Pamiętaj, że okres przebiegu można mierzyć od dowolnego miejsca, niekoniecznie niepewnego przejścia przez zero.

    Chyba wiesz co mierzyłaś i z jaką częstotliwością to coś pracuje ?

    Błąd określenia okresu w zakresie tych kilku próbek raczej nie zmieni znacząco wyniku no chyba, że na granicach zakresu są bardzo duże wartości.

    0
  • #5 18 Cze 2009 19:21
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    ten przykład z excela nie wiem jaki sygnał przedstawia...
    natomiast ten z filmiku, którymam dopiero zmierzyć powinien mieć 50Hz bo to napięcie sieciowe, za sterownikiem tyrystorowym, sterowanym fazowo.

    Co do dokładności napisałem wyżej... Nie musi być to nawet dokłądna wartość RMS (choć dobrze by było), a jedynie wartość pokazująca narastanie napięcia...

    Ale nadal zostaje problem wykonanania wielu sumowań ręcznie... Bo chyba excel nie potrafi liczyć sumy co powiedzmy 100 próbek

    0
  • #6 18 Cze 2009 19:40
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Potrafi !
    Można to zrobić na dwa sposoby.

    Użyć funkcję suma do kolejnych setek próbek ewentualnie napisać prosty program w VBA zawartym w pakiecie Excella

    0
  • #7 18 Cze 2009 20:09
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    czyli:
    1. sposób- pół dnia siedzenia i zaznaczanie kolejnych sum ....
    2. sposób- nauka kolejnego języka od podstaw...

    dlatego szukam łatwiejszego sposobu...

    bo tych przebiegów będę miał około 10 (prądy, napięcia), więc ta żmudna droga odpada. Potrzeba raczej gotowego programu, bo nie po to oscyloskopy maja opcję zapisywania danych z pomiarów, by potem ręcznie dodawać sumy z dwustu okresów... Tak mogę zrobić dla jednego okresu, góra dwóch a nie 200. Na pewno są proste programy potrafiące to liczyć. Tak przecież działają wszelkie oscyloskopy na USB, próbkowany sygnał dociera do PC i tam można go oglądać... Tyle, że tu nie ma pracy w czasie rzeczywistym, co znacznie (mam nadzieję) upraszcza zagadnienie...

    W Matlabie w Simulinku jest taki bloczek Continous RMS i on właśnie robi coś takiego o co mi chodzi... Ale też nie potrafię połączyć moich danych z Matlabem...

    Skłonny nawet bym był nauczyć się VBA ale niestety czas mi na to nie pozwala.... Te obliczenia muszę mieć na wczoraj...

    Nie wiem czy to nie jest wskazówka:

    tmi.yokogawa.com/files/uploaded/BL7077_51E_010.pdf

    0
  • #8 19 Cze 2009 12:57
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Akurat napisanie programu w VBA to jest pryszcz, bo tam potrzeba tylko kilka poleceń a nie znajomość całego języka (to jest zwykły BASIC).

    Potrzebne są:

    format danych wejściowych: jeżeli to będą dane w formacie Excela to potrzeba:

    - ile jest próbek na okres
    - w której kolumnie są dane wejściowe
    - w której kolumnie mają być dane wyjściowe
    - czy dane w kolumnie są już znormalizowane z uwzględnieniem wzmocnienia toru czy też trzeba je jeszcze mnożyć przez wzmocnienie

    w sumie to pewnie jest 2500 próbek (rozmiar bufora) ?

    Jak Pan ma takie dane to proszę je tu wkleić to coś popatrzymy

    (Rozumiem, że ciąg 2500 próbek obejmuje cały zakres zmian wypełnienia ?

    Aha, tam na filmie to chyba coś jest nie tak z synchronizacją, bo wygląda, że się nakładają dwa przebiegi ?

    0
  • #9 19 Cze 2009 14:14
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    Film jest dobry, na samym dole:
    -zielone i żółte- napięcie na wejściu przetwornika analog-cyfra(napięcie fazowo odpowiedni przeskalowane)
    -niebieskie- napięcie międzyfazowe;
    -fioletowy napięcie fazowe;

    To takie miganie to nie nakładanie się dwóch przebiegów, tylko wchodzenie w inny stan pracy sterownika. Zakres sterowania w takim odbiorniku bez przewodu neutralnego to 150°, gdzie można wyróżnić 3 podzakresu. Dokładnie pokazane jest to w "Technika tyrystorowa" Roman Barlik, Mieczysław Nowak. Miganie właśnie występuje na granicy tych stanów, i raczej jest efekt niepożądany, wynikający z rzeczywistego układu.


    Danych do właśnie tego przebiegu jeszcze nie mam, i nie wiem czy wogóle będzie możliwe zbadanie tego przebiegu, gdyż w excelu są dane 2 okresów, a ja pragnę zbadać około 5 sekund przebiegu ze zmiennym wypełnieniem. Więc próbkowanie oscyloskopu może strasznie zafałszować dane. W pliku excel z pomiarami napisane jest:
    Sample Interval 0,000020
    wiec dla badanego (0,05s) przebiegu powstało 2500 pomiarów. Dla 5 sekund też powstanie 2500 próbek z rozdzielczością 0.0002, czyli na półokres tylko 5 próbek...

    Wygląda to niezbyt dobrze, wiec chce mieć sprawne narzędzie, wypróbowane na tym prostym przykładzie w excelu, by potem sprawdzić czy obróbka przebiegu z filmiku będzie wogóle wykonalna... Bo raczej to niemożliwe będzie z 5 próbek oszacować tak złożony przebieg jak na filmie...Nawet gdybym czas rozruchu skrócił do 2 sekund lub nawet sekundy, to ilość próbek skoczy pięciokrotnie, a to też nic...
    Rozsądna liczba wydaje się być około 100 próbek na półokres...
    Spowoduje to wymuszenie bardzo szybkiego rozruchu ale zawsze efekt narastanie napięcia zostanie wychwycony...

    0
  • Pomocny post
    #10 19 Cze 2009 14:54
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Można by go spróbować złapać kartą muzyczną (wyskalowaną przed pomiarem) i np. programem Audacity (bezpłatny program do edycji dźwięku)

    http://www.instalki.pl/programy/download/tworzenie_muzyki/Audacity.php

    Kartą możemy taki sygnał próbkować z częstotliwością np. 32 kHz (dużo z zapasem do tego co jest) a jednocześnie można zarejestrować długi fragment przebiegu. Potem zapisujemy go sobie w znanym ogólnie formacie WAV i znając skale przetwarzania mamy zarejestrowany sygnał nawet z 16 bitową rozdzielczością.

    Problem tylko jak odseparować kartę muzyczną galwanicznie od układu, by jakieś lewe prądy pływające po masie nie wypaliły układu komputera.

    1
  • #11 19 Cze 2009 15:07
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    o nie wpadłem na takie rozwiązanie..
    ja w pomiędzy siecią a przetwornikiem użyłem wzmacniacza różnicowego o dużej impedancji wejściowej 1,4M, skoro przetwornik się nie psuje to może i karta wytrzyma...
    To był by problem rejestracji, natomiast nadal trzeba obrobic potem ten sygnał..

    0
  • #12 19 Cze 2009 15:49
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Obróbka próbkowanego sygnału

    Można by wsadzić jakiś taki układ separacji tylko na dobrej jakości transformatorku (by przebicia nie było). Układ powinien mieć wystarczające pasmo by nie ciąć pasma.

    Przed podłączeniem do karty muzycznej należy przemierzyć separator woltomierzem dla maksymalnego Uwe, sprawdzić co wychodzi na R7.

    Tylko trzeba by go przemierzyć, czy ma w miarę płaską charakterystykę powiedzmy do 10 kHz.

    Zarejestrowany sygnał można potem potraktować filtrem dolnoprzepustowym (już w edytorze audio) by go przyciąć do wymaganego pasma częstotliwości.

    (Znając dokładnie charakterystykę częstotliwościową separatora można też zrealizowa filtrację odwrotną prostującą charakterystykę w zadanym paśmie.

    Skalowanie przeprowadzamy podając sygnał wejściowy o znanej amplitudzie i badając jaką amplitudę ma zarejestrowany sygnał z karty (tylko trzeba pamiętać by nie przestawić nastaw miksera między skalowaniem a pomiarem.

    Po zarejestrowaniu przebiegu i zapisaniu go w postaci pliku WAV i zapisaniu skalowania układu, można ten plik sobie przetwarzać jakimś programem napisanym w znanym sobie języku (w pliku są 16 bitowe próbki poprzedzone nagłówkiem pliku WAV, który trzeba ominąć.

    Format pliku WAV jest tu:

    http://ccrma.stanford.edu/courses/422/projects/WaveFormat/

    Czytać trzeba co drugą próbkę 16 bitową, bo wykorzystujemy tylko jeden kanał, na drugim kanale będą jakiesik śmiecie o niskiej amplitudzie.

    Przypuszczam, że tę wartość RMS możesz liczyć z próbki na próbkę:

    Code:


    suma=0

    for i=1 to N
     
     suma=suma+probka[i]*probka[i]

      rms[i]=sqrt(suma/i)

    next i


    N - ilość wszystkich próbek
    i - numer kolejnej próbki
    probka[i] - wartość kolejnej probki przeliczona na konkretną wartość napięcia.

    to będzie taka prosta średnia kwadratowa krocząca.

    Ewentualnie można się bawić w sumowanie ważone symulując matematycznie całkowanie w układzie dolno przepustowym RC.

    0
  • #13 19 Cze 2009 19:44
    LiutenetMaria
    Poziom 28  

    hmm...
    obawiam się że jest to przedsięwzięcie na miarę prawie pracy magisterskiej...
    a ja muszę jedynie zbadać swoją... Chyba jedynym wyjściem będzie pożyczyć kartę pomiarową... a najlepiej rejestrator TRUE RMS, tylko nie wiem czy moja uczelnia dysponuje takim...

    0