[기계공학실험]신호처리분석

소개글

기계공학과 기계공학 실험 신호처리분석에 대한 실험레포트입니다.
A+자료입니다.
많은 도움 되시길 바랍니다. ^^*

목차

1. 실험의 목적
2. 이 론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 결 과
6. 토 의

본문내용

1. 실험의 목적
신호 분석의 필요성 및 방법에 대해 알아보며, 직접 진동 신호를 얻어 분석해 보며 FFT와 STFT의 차이점에 대해 알 수 있다.

2. 이 론
기계의 고장이나 기계 자체의 정밀성 하락은 생산성에 큰 영향을 미칠 뿐 아니라 생산되는 제품의 질과도 연관이 있다. 무엇보다도 인간에게 위험하거나 해로운 환경에서 기계의 고장이나 비정상적인 작동은 큰 사고를 일으킬 수도 있다. 따라서 신호 분석을 통해 사전에 기계 및 공정의 모니터링과 진단 시스템의 요구가 증대되고 있는 게 현실이다.
이러한 신호 분석에 앞서 신호를 구분할 필요가 있다. 정상신호(Stationary signal)는 실제로 기계나 공정에서의 정상 상태의 신호이거나 그 상태에서의 진동이나 소음으로 볼 수 있다. 이러한 신호가 아닌 고장이 났을 경우나 정상상태의 신호가 아닌 것을 비정상신호(Non-Stationary signal)라 한다.
이러한 신호를 분석하는 방법은 크게 세 가지로 볼 수 있다. 우리가 가장 많이 사용하고 있는 시간 영역 해석이 있고, 주파수를 기준으로 해석하는 주파수 영역 해석이 있으며, 이 두 가지를 같이 알아보는 게 시간-주파수 해석이다.
시간 영역의 해석은 여러 방법이 있는데 RMS(Root Mean Square)는 취득한 신호를 제곱해 평균값을 내어 그 값을 다시 제곱근을 구해서 의미를 부여하는 방법이다. 그 밖에 Peak Value는 말 그대로 신호의 최대값 혹은 최소값을 취하는 것이며, 평균이나 분산값을 시간을 기준으로 분석하는 방법 등이 있다.
주파수 영역 해석은 Fourier Transform을 사용하여야 한다. Fourier 변환은 신호를 각각의 주파수 요소로 분해하기 때문에 주파수 분해능만을 갖는다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이는 Fourier expansion의 basis 함수가 무한대인 복소수의 지수형태이기 때문이다.
이러한 주파수 분해능만을 갖는 FT의 단점을 극복한 것이 시간-주파수 해석이다. 방법으로는 STFT(Short Time Fourier Transform), Wigner-Ville Distribution, Wavelet Transform 가 있다. 특히 이번 실험에서는 STFT에 대해 구체적으로 알아볼 것이다.
이산 STFT 분해는 다음과 같은 형태의 함수를 사용한다.

참고 자료

없음