
Ushbu tadqiqot tishli quti tebranishlarida bir-biriga aralashgan chastota modulyatsiyasi (frequency modulation, FM) va amplituda modulyatsiyasi (amplitude modulation, AM) tarkibiy qismlarini alohida ajratish hamda bu tarkibiy qismlardan tishli nosozligi ogʻirligini baholashda foydalanish uchun fizik mexanizmga asoslangan yangi usulni ishlab chiqadi. Usul avval tebranish signalidan taxometrsiz tishlining aylanish tezligini ajratadi, aylanish tezligidagi davriy tebranishlarni Fourier qatori bilan tuzatadi va FM hosil boʻlishining fizik bogʻlanishi orqali FM tarkibiy qismini yechadi; soʻng FM maʼlumoti mahkamlanib, AM tarkibiy qismi alohida Fourier qatori moslashtirish orqali olinadi. Shovqinli simulyatsiyada SNR = 0 dB sharoitida usulning maksimal nisbiy xatolari FM amplitudasi uchun %2,9125, FM fazasi uchun %2,3543, AM amplitudasi uchun %0,725 va AM fazasi uchun %4,1143 deb qayd etilgan. Haqiqiy tishli quti tajribalarida esa ajratib olingan RMS va SAVB koʻrsatkichlari ogʻirroq markazdan chiqish va singan tish ssenariylarini yuqoriroq modulyatsiya intensivligi bilan ajratgan. Biroq tadqiqot ushbu koʻrsatkichlar bilan barcha turdagi tishli nosozliklarining fizik ogʻirligi oʻrtasida universal miqdoriy oʻzgartirish modelini taqdim etmaydi.
Tadqiqotning asosiy yondashuvi tebranish spektridan faqat bitta “nosozlik chastotasi”ni topish emas, balki nosozlik tebranish signalini qanday modulyatsiya qilishini fizik jihatdan tahlil qilishdir. Tadqiqotchilar ayniqsa FM tarkibiy qismini birinchi boʻlib yechishni afzal koʻradi. Buning sababi FM ni toʻgʻridan-toʻgʻri nosozlik sabab boʻlgan aylanish tezligi tebranishlari bilan bogʻlash mumkinligi va shu tariqa AM ni ajratishdagi xatoning FM hisobiga uzatilishining oldini olishdir.
Taklif etilgan usul klassik Hilbert transformatsiyasi, energiya operatoriga asoslangan demodulyatsiya va ilgari ishlab chiqilgan AM-FM ajratish usuli bilan taqqoslangan. Shovqin darajasi oshgani sari barcha usullarda xato ortgan boʻlsa-da, taklif etilgan usul 5, 2 va 0 dB SNR sharoitlarida, ayniqsa FM va AM parametrlarining maksimal nisbiy xatolarini pastroq darajada ushlab turgan.
Turkiya nuqtayi nazaridan tadqiqot muayyan mahalliy tishli quti yoki texnik xizmat tizimida oʻtkazilmagan. Shunga qaramay, usul avtomobil transmissiyalari, sanoat reduktorlari va boshqa aylanuvchi mashina tizimlarida tebranishga asoslangan prognostik texnik xizmat tadqiqotlariga moslashtirilishi mumkin boʻlgan signalni qayta ishlash yondashuvini taklif qiladi. Biroq turli tishli geometriyalari, ish tezliklari, yuklar, sensor joylashuvlari va nosozlik turlari uchun qayta tajribaviy tekshiruv oʻtkazilmasdan, ushbu tadqiqotdagi RMS yoki SAVB qiymatlarini bevosita chegaraviy qiymat sifatida qoʻllash maqsadga muvofiq emas.
Tadqiqotning asosiy muammosi nima?
Tishli nosozliklari tishli qutining tebranish signalida faqat bitta xarakterli chastotani hosil qilmaydi. Nosozlik sababli yuzaga keladigan davriy yuk va tezlik oʻzgarishlari tishlashish signalini ham amplituda, ham chastota jihatidan modulyatsiya qiladi. Shu sababli oʻlchangan tebranish signalida AM va FM tarkibiy qismlari bir vaqtning oʻzida mavjud boʻladi.
Bu ikki modulyatsiya turining bir-biriga aralashishi, ayniqsa nosozlikning faqat mavjudligini aniqlash emas, balki ogʻirligini baholash maqsad qilinganda muhim muammo hisoblanadi. Chunki AM va FM tarkibiy qismlarining amplitudalari, garmonik tartiblari va yon polosalar xatti-harakati nosozlikning mexanik taʼsiri haqida turli maʼlumotlarni berishi mumkin.
Hilbert transformatsiyasi va energiya operatori kabi anʼanaviy demodulyatsiya usullari nosozlik xarakterli chastotalarini aniqlashda ishlatilishi mumkin boʻlsa-da, tadqiqotchilar, ayniqsa hosila olishni talab qiladigan FM ajratish shovqinga sezgirligini va birlashgan AM-FM signalida tarkibiy qismlarni miqdoriy ajratish qiyinroq ekanini taʼkidlaydi.
Taklif etilgan usul nega avval FM tarkibiy qismini ajratadi?
Tadqiqotning farqlovchi xususiyati FM-first, yaʼni avval chastota modulyatsiyasini yechish strategiyasidir. Nosozlik sababli tishli aylanish tezligidagi tebranish bilan FM tarkibiy qismi oʻrtasida fizik bogʻlanish oʻrnatiladi. Shu tariqa FM, avval AM ni baholashga bogʻlanmasdan, toʻgʻridan-toʻgʻri aylanish tezligi orqali hisoblanishi mumkin.
Tadqiqotchilarga koʻra, bu yondashuv avval AM ni ajratib, keyin FM ni hisoblaydigan ketma-ket usullarda kuzatilishi mumkin boʻlgan xato tarqalishini kamaytiradi.
Verianla Live: Tebranishdan FM va AM tarkibiy qismlariga ajratish zanjiri
Ushbu oqim tadqiqotning 1-rasmida berilgan usulning bajarilish ketma-ketligini umumlashtiradi. Qadamlar manba tadqiqotidagi haqiqiy usulga asoslangan; JavaScript ishlamasa ham quyidagi jadval usulning barchasini oʻqiladigan shaklda saqlaydi.
| Bosqich | Izoh | Manba |
|---|---|---|
| 1. Tebranish signali | Tishli nosozligiga tegishli birlashgan AM-FM tebranish signali olinadi. | 1-rasm, 1-qadam |
| 2. Nol fazali polosali filtr | Uchinchi tishlashish garmonigi atrofidagi nosozlik yon polosalari ajratiladi. | 2.1-boʻlim |
| 3. Spektrni tuzatish | Tishlashish chastotasi va nosozlik xarakterli chastotasi diskret spektrni tuzatish texnikasi bilan aniqlashtiriladi. | 2.1-boʻlim |
| 4. Aylanish burchagini ajratish | Filtrlangan tebranish signaliga ekstremum qidirish usuli qoʻllanib, tishlining aylanish burchagi-vaqt egri chizigʻi olinadi. | 2-qadam |
| 5. Aylanish tezligi | Burchak-vaqt egri chizigʻining hosilasi olinib, aylanish tezligi-vaqt egri chizigʻi hosil qilinadi. | 2-qadam |
| 6. Fourier qatoriga moslashtirish | Shovqin va hosila olish taʼsirini kamaytirish uchun davriy tezlik tebranishi Fourier qatori bilan qayta modellashtiriladi. | 1-tenglama |
| 7. FM tarkibiy qismini yechish | Aylanish tezligidagi nosozlikka bogʻliq tebranish bilan tishlashish signalining FM mexanizmi oʻrtasidagi fizik bogʻlanishdan foydalaniladi. | 2–3-tenglamalar |
| 8. AM-FM tebranish modeli | Ajratilgan FM mahkamlanib, birlashgan tebranish signalining fizik AM-FM modeli tuziladi. | 4-tenglama |
| 9. AM tarkibiy qismini yechish | Model oʻlchangan signalga Fourier qatori bilan moslashtiriladi va AM parametrlari ajratib olinadi. | 3-qadam |
Verianla Live: Vizualizatsiya yuqoridagi koʻrinadigan usul jadvalidan brauzerda yaratiladi. Jadval ilmiy source-of-truth sifatida saqlanadi.
Filtrlash va chastotani tuzatish qanday qoʻllanadi?
Yigʻilgan tebranish signali avval nol fazali polosali filtrdan oʻtkaziladi. Filtrning markaziy chastotasi \(k f_m\), pastki va yuqori kesish chastotalari mos ravishda \(k f_m-6f_{in}\) va \(k f_m+6f_{in}\) sifatida tanlangan. Bu yerda \(f_m\) tishlashish chastotasini, \(f_{in}\) kirish tishlisining aylanish chastotasini bildiradi.
Tadqiqotda yuqori tartibli tishlashish modulyatsiyasi aylanish tezligini ajratish uchun qulayroq ekani sababli k = 3 qoʻllangan. Filtrlashdan soʻng diskret spektrni tuzatish usuli yordamida tishlashish chastotasi \(kf_{mc}\) va nosozlik xarakterli chastotasi \(f_{nc}\) aniqlashtirilgan.
Aylanish tezligi qanday ajratib olinadi?
Filtrlangan tebranish signalidagi ekstremumlar holatidan foydalanib kirish tishlisining aylanish burchagi-vaqt egri chizigʻi tuziladi. Ushbu egri chiziqning hosilasi aylanish tezligi-vaqt egri chizigʻini beradi. Biroq hosila olish shovqinni kuchaytirishi mumkinligi sababli tadqiqotchilar xom tezlik egri chizigʻidan toʻgʻridan-toʻgʻri foydalanmaydi.
Nosozlik sababli yuzaga keladigan tezlik tebranishi davriy deb faraz qilinib, aylanish tezligi Fourier qatori koʻrinishida modellashtirilgan:
\[ n(t)=n_0+\sum_{i=1}^{I}c_i\cos(2\pi i f_{nc}t+\alpha_i) \]
Bu yerda \(n_0\) kirish tishlisining oʻrtacha tezligini; \(c_i\), i-tartibli tezlik tebranishi tarkibiy qismining amplitudasini; \(\alpha_i\) uning fazasini; \(I\) esa modelga kiritilgan nosozlik garmoniklari sonini bildiradi.
Garmoniklar soni aniqlanganda filtrlangan tebranish spektridagi eng katta amplitudaning %10'idan katta yon polosalar hisobga olingan.
FM signali fizik mexanizmdan qanday olinadi?
Tishlidagi \(z\) tish soni va oniy aylanish tezligi \(n(t)\) ishlatilganda k-tartibli tishlashish tarkibiy qismining faqat chastota modulyatsiyasini oʻz ichiga olgan signali tadqiqotda quyidagi munosabat bilan ifodalanadi:
\[ y_f(t)= \cos\left( \int_0^t 2\pi zk\frac{n(t)}{60}\,dt \right) \]
Fourier qatori koʻrinishidagi tezlik ifodasi oʻrniga qoʻyilganda FM hadi:
\[ b_k(t)= \frac{zk}{60f_{nc}} \sum_{i=1}^{I} \frac{c_i}{i} \sin(2\pi i f_{nc}t+\alpha_i) \]
koʻrinishida olinadi.
Shu tariqa har bir FM garmonik tarkibiy qismining amplitudasi va fazasi:
\[ B_i=\frac{zkc_i}{60if_{nc}}, \qquad \beta_i=\alpha_i \]
munosabatlari bilan aylanish tezligidagi tebranishdan hisoblanishi mumkin. Bu nuqta usulning asosiy fizik bogʻlanishini tashkil etadi: FM parametrlari avval AM ni ajratishga ehtiyoj boʻlmasdan tezlik tebranishidan olinadi.
AM signali qanday ajratiladi?
FM maʼlumoti aniqlangandan soʻng k-tartibli tishlashish tebranishi birlashgan AM-FM modeli bilan ifodalanadi:
\[ y_k(t)= A_k \left[ 1+ \sum_{l=1}^{L} A_{k,l}\cos(2\pi l f_{nc}t+\phi_{k,l}) \right] \cos \left[ 2\pi kf_{mc}t+\varphi_k+b_k(t) \right] \]
Bu yerda \(A_{k,l}\) va \(\phi_{k,l}\) AM tarkibiy qismlarining amplituda va fazalarini bildiradi. FM oldindan yechilgani sababli oʻlchangan signal bilan ushbu matematik model oʻrtasidagi Fourier qatori moslashtirishda asosiy nomaʼlumlar AM parametrlaridir.
Nosozlik ogʻirligi qaysi koʻrsatkichlar bilan baholanadi?
Tadqiqotchilar AM va FM tarkibiy qismlari uchun ikkita alohida modulyatsiya intensivligi koʻrsatkichini ishlab chiqqan.
AM uchun RMS koʻrsatkichi
Nosozlik ogʻirlashgani sari AM tarkibiy qismlarining amplitudalari va garmonik mazmuni ortishi mumkin degan faraz asosida koʻp tartibli AM amplitudalarining ildiz-oʻrtacha-kvadrat qiymati ishlatilgan:
\[ RMS= \sqrt{ \frac{ \sum_{l=1}^{L}A_{k,l}^{2} }{L} } \]
Tadqiqot talqiniga koʻra, yuqoriroq RMS kuchliroq amplituda modulyatsiyasini va demak, oʻrganilgan sharoitlarda ogʻirroq nosozlikni bildiradi.
FM uchun SAVB koʻrsatkichi
Chastota modulyatsiyasi intensivligi uchun birinchi tur birinchi tartibli Bessel funksiyasiga asoslangan SAVB koʻrsatkichi aniqlangan:
\[ SAVB= \sum_{i=1}^{I}|J_1(B_i)| \]
Bu yerda \(J_1\) birinchi tur Bessel funksiyasining birinchi tartibini bildiradi. Tadqiqotchilar kattaroq FM amplitudalari va koʻproq garmonik tarkibiy qismlar kengroq modulyatsiya yon polosalarini hosil qiladi degan asosda yuqoriroq SAVB qiymatlarini yuqoriroq nosozlik ogʻirligi bilan bogʻlagan.
Tadqiqot RMS va SAVB nosozlik ogʻirligi bilan monoton ortishini, biroq munosabat mutlaqo chiziqli emasligini alohida taʼkidlaydi.
Shovqinsiz simulyatsiya qanday tuzilgan?
Simulyatsiya bir bosqichli sobit valli tishli qutini ifodalaydi. Kirish va chiqish tishlilarining tish soni mos ravishda 24 va 56. Kirish tezligi 1000,5 rpm qilib belgilangan, shunga mos tishlashish chastotasi 400,2 Hz hisoblangan. Kirish va chiqish tishlilarining aylanish chastotalari mos ravishda 16,675 Hz va 7,1464 Hz.
Har ikki tishlida ham nosozlik bor deb faraz qilingan va tebranish signalida ikkita alohida nosozlik xarakterli chastotasi hosil qilingan. Tahlilda uchinchi tishlashish garmonigi ishlatilgan; shuning uchun filtr taxminan 1200 Hz markaziy chastota atrofida qoʻllangan.
Shovqinsiz sharoitda taklif etilgan usulning FM parametrlari uchun maksimal nisbiy xatolari:
- FM amplitudasi: %0,0417
- FM fazasi: %1,3476
deb bildirilgan.
AM parametrlari uchun maksimal nisbiy xatolar esa:
- AM amplitudasi: %0,125
- AM fazasi: %0,9267
deb qayd etilgan.
Shovqin oshganda usul qanday ishladi?
Shovqinga chidamlilikni oʻrganish maqsadida sintetik tebranish signaliga 5 dB, 2 dB va 0 dB SNR darajalarida shovqin qoʻshilgan. Taklif etilgan usul avvalgi AM-FM ajratish yondashuvi, Hilbert transformatsiyasi va energiya operatoriga asoslangan demodulyatsiya bilan taqqoslangan.
Verianla Live: 0 dB SNR da maksimal nisbiy xato taqqoslanishi
0 dB tadqiqotda baholangan eng yuqori shovqin darajasidir. Quyidagi qiymatlar 3-jadval va 4-jadvalda berilgan maksimal nisbiy xatolardan tuzilgan. Past qiymat ajratish aniqligining yaxshiroqligini bildiradi.
| Usul | FM amplitudasi maksimal xato (%) | FM fazasi maksimal xato (%) | AM amplitudasi maksimal xato (%) | AM fazasi maksimal xato (%) | Manba |
|---|---|---|---|---|---|
| Taklif etilgan usul | 2,9125 | 2,3543 | 0,725 | 4,1143 | 3–4-jadvallar, SNR = 0 dB |
| 1-usul | 10,293 | 6,751 | 18,583 | 12,957 | 3–4-jadvallar, SNR = 0 dB |
| Hilbert transformatsiyasi | 18,811 | 12,514 | 25,322 | 25,271 | 3–4-jadvallar, SNR = 0 dB |
| Energiya operatori | 20,154 | 14,038 | 24,756 | 28,603 | 3–4-jadvallar, SNR = 0 dB |
Verianla Live: Grafik yuqoridagi koʻrinadigan ilmiy maʼlumotlar jadvalidan runtime vaqtida yaratiladi. Ilmiy source-of-truth shu jadvaldir.
0 dB sharoitida ham taklif etilgan usul toʻrtta xato koʻrsatkichining barchasida taqqoslangan usullarga nisbatan pastroq maksimal xato bergan. Tadqiqotchilar buni usulning nosozlikka bogʻliq tezlik tebranishining davriy garmonik tuzilishidan fizik oldindan maʼlumot sifatida foydalanishi va Fourier qatori moslashtirish yordamida hosila olishdan kelib chiqadigan shovqinni kamaytirishi bilan izohlaydi.
Haqiqiy tishli quti tajribasi qanday oʻtkazilgan?
Tajriba tizimi yurituvchi motor, bir bosqichli sobit valli sinov tishli qutisi va yuk motoridan tashkil topgan. Kirish va chiqish tishlilari simulyatsiyadagi kabi 24 va 56 tishli.
Akselerometrlar kirish va chiqish tomonidagi podshipnik korpuslariga oʻrnatilgan. Tadqiqotchilar ushbu hududlar yuqori qattiqligi va tishlashish hududiga yaqinligi sabab modulyatsiya signalini kuchli uzatishini taʼkidlaydi.
Tebranish maʼlumotlari:
- Namuna olish chastotasi: 51.200 Hz
- Qayd etish davomiyligi: 2 s
sharoitlarida yigʻilgan.
Birinchi tajriba: ikki xil markazdan chiqish darajasi
Birinchi tajribada kirish tishlisida 0,16 mm, chiqish tishlisida esa 0,78 mm markazdan chiqish hosil qilingan. Markazdan chiqishlar lazerli val tekislash tizimi bilan oʻlchangan.
Ish sharoitlari:
- Kirish tezligi: 1000 rpm
- Chiqish yuki: 200 Nm
Tuzatilgan nosozlik xarakterli chastotalari kirish tishlisi uchun 16,627 Hz, chiqish tishlisi uchun 7,126 Hz deb topilgan.
| Nosozlik joyi | Markazdan chiqish (mm) | RMS | SAVB | Tajriba talqini |
|---|---|---|---|---|
| Kirish tishlisi | 0,16 | 0,12 | 0,01 | Pastroq modulyatsiya intensivligi |
| Chiqish tishlisi | 0,78 | 0,4389 | 0,1827 | Yuqoriroq modulyatsiya intensivligi |
RMS ham, SAVB ham kattaroq markazdan chiqishga ega chiqish tomonida yuqoriroq boʻlgan. Shunday qilib, ikki koʻrsatkich tajribada oldindan hosil qilingan mexanik ogʻirlik tartibi bilan bir xil yoʻnalishda natija bergan.
Ajratib olingan FM va AM tarkibiy qismlaridan uchinchi tishlashish garmonigi qayta tiklanib, tajriba spektri bilan taqqoslangan. Katta amplitudali yon polosalarining koʻpchiligida past xato olingan boʻlsa-da, eng yuqori bildirilgan qayta tiklash amplituda xatosi \(3f_z+2f_{n2}\) tarkibiy qismida %10,903 boʻlgan. Tadqiqotchilar buni mumkin boʻlgan spektral sizib chiqish yoki tegishli tarkibiy qism amplitudasining pastligi bilan bogʻlaydi.
Ikkinchi tajriba: markazdan chiqish va singan tish birga
Ikkinchi ssenariyda kirish tishlisida 0,36 mm markazdan chiqish mavjud boʻlgan, chiqish tishlisidagi bir tish esa taxminan balandligining uchdan ikki qismi miqdorida singan. Manbaning 13-sahifasidagi 10-rasm singan tishni fizik ravishda koʻrsatadi. Ushbu ogʻir nosozlik usulning kuchli modulyatsiya sharoitidagi xatti-harakatini tekshirish uchun tanlangan.
Ish sharoitlari:
- Kirish tezligi: 1200 rpm
- Chiqish yuki: 50 Nm
Tuzatilgan xarakterli chastotalar kirish uchun 20 Hz, chiqish uchun 8,5714 Hz deb aniqlangan.
| Nosozlik | RMS | SAVB | Natija |
|---|---|---|---|
| Kirish tishlisi — 0,36 mm markazdan chiqish | 0,0359 | 0,016 | Pastroq modulyatsiya intensivligi |
| Chiqish tishlisi — singan tish | 0,2375 | 1,2278 | Sezilarli darajada yuqoriroq modulyatsiya intensivligi |
Bu tajribada ham AM asosidagi RMS va FM asosidagi SAVB singan tish mavjud chiqish tomonida yuqoriroq qiymat bergan. Natija fizik jihatdan ogʻirroq boʻlgan singan tish holatiga mos keladi.
Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar
- Tebranish signalidan ekstremum qidirish usuli bilan ajratib olingan aylanish tezligi FM tarkibiy qismini fizik mexanizm asosida hisoblash uchun ishlatilishi mumkin.
- Fourier qatori moslashtirish oʻrganilgan simulyatsiyalarda shovqin ostida FM va AM parametrlarini ajratishni barqarorroq qilgan.
- 0 dB SNR da taklif etilgan usul taqqoslangan uch usulga qaraganda FM va AM parametrlarining maksimal xatolarini pastroq bergan.
- RMS va SAVB koʻrsatkichlari ikki markazdan chiqish darajasining nisbiy ogʻirligini toʻgʻri yoʻnalishda tartiblagan.
- RMS va SAVB yengil markazdan chiqish bilan ogʻir singan tish nosozligini ham tajribada toʻgʻri nisbiy ogʻirlik tartibida ajratgan.
- Taklif etilgan yondashuv ham sintetik modulyatsiya signallarida, ham fizik tishli quti tajribalarida sinovdan oʻtkazilgan.
Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan yoki hali sinamagan xulosalar
- RMS yoki SAVB uchun barcha tishli qutilariga tatbiq etiladigan universal nosozlik chegaralari belgilanmagan.
- Koʻrsatkich qiymati bilan millimetrdagi markazdan chiqish yoki yoʻqotilgan tish hajmi oʻrtasida umumiy oʻzgartirish tenglamasi tuzilmagan.
- Usul ushbu tadqiqotda barcha mumkin boʻlgan tishli nosozlik turlarida tajribaviy tekshirilmagan.
- Yoriq nosozliklarining tizimli tajribaviy bahosi kelajak ish sifatida qoldirilgan.
- Turli tezlik, yuk, tish geometriyasi va sensor joylashuvida ayni raqamli chegaralar amal qilishi koʻrsatilmagan.
- Ushbu tadqiqot sunʼiy intellektga asoslangan avtomatik nosozlik klassifikatorini ishlab chiqmaydi; fizik mexanizmga asoslangan modulyatsiya ajratish va ogʻirlik koʻrsatkichlarini taklif qiladi.
Tadqiqot usuli va natijalari
Taklif etilgan usulning texnik xulosasi
| Qadam | Texnik usul | Maqsad |
|---|---|---|
| 1 | Nol fazali polosali filtr | Tegishli tishlashish garmonigi va modulyatsiya yon polosalarini ajratish |
| 2 | Diskret spektrni tuzatish | Tishlashish va nosozlik xarakterli chastotalarini aniqlashtirish |
| 3 | Ekstremum qidirish | Tebranishdan aylanish burchagini taxometrsiz ajratish |
| 4 | Hosila | Aylanish burchagini aylanish tezligiga aylantirish |
| 5 | Fourier qatoriga moslashtirish | Davriy tezlik tebranishini modellashtirish va shovqin taʼsirini kamaytirish |
| 6 | FM fizik mexanizmi | Tezlik tebranishidan FM parametrlarini hisoblash |
| 7 | AM-FM tebranish modeli | FM maʼlum boʻlgan birlashgan tebranish modelini tuzish |
| 8 | Fourier qatoriga moslashtirish | AM parametrlarini yechish |
| 9 | RMS va SAVB | Nosozlik modulyatsiyasi intensivligini baholash |
Simulyatsiya parametrlari
| Parametr | Qiymat |
|---|---|
| Kirish tishlisi tish soni | 24 |
| Chiqish tishlisi tish soni | 56 |
| Kirish aylanish tezligi | 1000,5 rpm |
| Tishlashish chastotasi | 400,2 Hz |
| Kirish tishlisi aylanish chastotasi | 16,675 Hz |
| Chiqish tishlisi aylanish chastotasi | 7,1464 Hz |
| Oʻrganilgan tishlashish garmonigi | 3. tartib |
| Filtr markaziy chastotasi | 1200 Hz |
| Filtr pastki kesish chastotasi | 1100,5 Hz |
| Filtr yuqori kesish chastotasi | 1300,6 Hz |
| Shovqinli tajriba SNR darajalari | 5 dB, 2 dB, 0 dB |
0 dB shovqin sharoitidagi natijalar
| Usul | FM amplituda xatosi (%) | FM faza xatosi (%) | AM amplituda xatosi (%) | AM faza xatosi (%) |
|---|---|---|---|---|
| Taklif etilgan usul | 2,9125 | 2,3543 | 0,725 | 4,1143 |
| 1-usul | 10,293 | 6,751 | 18,583 | 12,957 |
| Hilbert transformatsiyasi | 18,811 | 12,514 | 25,322 | 25,271 |
| Energiya operatori | 20,154 | 14,038 | 24,756 | 28,603 |
Jadvalga koʻra, taklif etilgan yondashuv tadqiqotda qoʻllangan eng past SNR va shu sabab eng kuchli shovqin sharoitida toʻrtta maksimal xato koʻrsatkichining barchasida taqqoslangan usullardan pastroq xato hosil qilgan.
Haqiqiy tajriba sharoitlari va natijalari
| Tajriba | Kirish tomoni | Chiqish tomoni | Tezlik | Yuk |
|---|---|---|---|---|
| Markazdan chiqishni taqqoslash | 0,16 mm markazdan chiqish | 0,78 mm markazdan chiqish | 1000 rpm | 200 Nm |
| Aralash nosozlik | 0,36 mm markazdan chiqish | Taxminan 2/3 balandlikda singan tish | 1200 rpm | 50 Nm |
| Tajriba | Tomon | RMS | SAVB |
|---|---|---|---|
| Markazdan chiqish | Kirish | 0,12 | 0,01 |
| Markazdan chiqish | Chiqish | 0,4389 | 0,1827 |
| Markazdan chiqish + singan tish | Kirish | 0,0359 | 0,016 |
| Markazdan chiqish + singan tish | Chiqish | 0,2375 | 1,2278 |
Har ikki tajribada ham ogʻirroq mexanik nosozlikka tegishli tomon RMS va SAVB boʻyicha yuqoriroq qiymat bergan. Bu holat tadqiqotchilarning ikki modulyatsiya intensivligi koʻrsatkichini nisbiy nosozlik ogʻirligini baholash uchun qoʻllash taklifini qoʻllab-quvvatlaydi.
Manbadagi texnik nomuvofiqliklarning saqlanishi
Aylanish tezligi ifodasi: Umumiy modelda \(n_0\) oʻrtacha aylanish tezligi aniq mavjud. Shunga qaramay, simulyatsiya natijasi sifatida berilgan 9-tenglamaning bosma ifodasida taxminan 1000,5 rpm oʻrtacha hadi koʻrinmaydi; ayni tadqiqotning 3-rasmidagi tezlik egri chizigʻi esa taxminan 1000 rpm atrofida tebranadi. Bu yerda manbada koʻrinmagan had keyinchalik matnga qoʻshilmagan.
10-tenglama: Oxirgi past amplitudali FM hadining chastota ifodasi bosma tenglamada \(4\pi f_{n1c}\) koʻrinishida berilgan. Uning ostidagi izoh esa ushbu qoldiq tarkibiy qismni \(2f_{n2c}\) deb belgilaydi. Manbadagi bu farq saqlanmoqda.
2-jadval: AM nazariy va yechilgan amplitudalarining ayrimlari bilan bildirilgan nisbiy xato foizlari oʻrtasida toʻgʻridan-toʻgʻri arifmetik muvofiqlik koʻrinmaydi. Xususan, nazariy \(A_1=0,8\) ga qarshi yechilgan 0,3995 va nazariy \(A_3=0,4\) ga qarshi yechilgan 0,1998 qiymatlari berilgan boʻlsa, nisbiy xatolar mos ravishda %0,125 va %0,1 deb qayd etilgan. Ushbu qiymatlar manbada qanday berilgan boʻlsa shunday uzatilgan va yashirincha qayta hisoblanmagan.
Manba va usul haqida izoh
Asl ishning toʻliq nomi: Coupled Modulation Separation for Gear Severity Evaluation Based on Vibration Mechanism and Speed Extraction
Mualliflar: Xiaoqing Yang, Lei Xu, Guolin He, Canyi Du, Junjie Yu, Haiyang Zeng.
Mualliflar tartibi: Manbadagi tartib aynan saqlangan.
Masʼul muallif: Xiaoqing Yang.
Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bunday bayonot mavjud emas.
Muassasalar: School of Automobile and Transportation Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou, Xitoy; School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, Xitoy.
Jurnal: Machines.
Nashriyot: MDPI.
Bibliografik yozuv: Machines 2026, 14, 660.
DOI: 10.3390/machines14060660.
Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060660
Nashr sanasi: 6-iyun 2026.
Manba turi va taqriz holati: Taqrizdan oʻtgan original tadqiqot maqolasidir.
Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).
Moliyalashtirish: Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation, Grant No. 2024A1515010166; National Natural Science Foundation of China, Grant No. 52105087; Special Talents for Scientific Research Projects of Guangdong Polytechnic Normal University, Grant No. 2022SDKYA019.
Maʼlumotlardan foydalanish: Tadqiqotda ishlatilgan maʼlumotlarni masʼul muallifdan soʻrov asosida olish mumkinligi bildirilgan.
Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini bayon qilgan.
Muallif hissalari: Xiaoqing Yang konseptualizatsiya, metodologiya, dasturiy taʼminot, tadqiqot, loyiha boshqaruvi va moliyalashtirishni olishda; Xiaoqing Yang, Lei Xu, Guolin He va Canyi Du verifikatsiyada; Xiaoqing Yang, Lei Xu, Junjie Yu va Haiyang Zeng formal tahlilda; Lei Xu maʼlumotlarni tartibga solishda; Guolin He resurslarni taʼminlashda qatnashgan. Birinchi qoralama Xiaoqing Yang tomonidan tayyorlangan; koʻrib chiqish va tahrirlash Xiaoqing Yang, Lei Xu, Junjie Yu va Haiyang Zeng tomonidan amalga oshirilgan.
Ushbu Verianla maqolasidagi ilmiy usul, tenglamalar, tajriba sharoitlari, raqamli natijalar va talqinlar oʻrganilgan manba tadqiqotiga asoslanadi. Bibliografik identifikatsiyani tekshirishdan tashqari tashqi manbalardan yangi ilmiy xulosa qoʻshilmagan.
Asosiy metodologik chegara: Usul markazdan chiqish va singan tish nosozliklarida fizik tajriba bilan sinovdan oʻtkazilgan. Tadqiqotchilar usul yoriq nosozligiga ham tatbiq etilishi mumkinligini aytadi, biroq yoriq nosozligining tizimli tajribaviy tekshiruvini kelajak ishiga qoldirgan. Bundan tashqari, nosozlik ogʻirligi bilan RMS/SAVB koʻrsatkichlari oʻrtasidagi aniq matematik munosabat kelajakda oʻrganilishi kerakligi ochiq aytilgan. Shu sababli tadqiqot RMS yoki SAVB uchun universal texnik xizmat chegaralarini taqdim etmaydi.

Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan