Technologia / Poradnik techniczny
Eliminacja drgań sygnału: trwałość stanu, próbkowanie i czas występowania zdarzeń
Jedna zmiana fizyczna może wywołać kilka krótkotrwałych zmian cyfrowych w jej reprezentacji sygnałowej. Eliminacja drgań styków polega na zastosowaniu określonego kryterium trwałości lub kwalifikacji przed zaakceptowaniem zmiany. Reguła ta może ograniczyć wielokrotne zliczanie zdarzeń w danym modelu, ale może również ukryć rzeczywiste krótkotrwałe zdarzenie. Założenia czasowe są zatem równie istotne jak oznaczenia stanów.
Zaakceptowane zdarzenie jest wynikiem zadeklarowanej reguły.
Surowe obserwacje, zaakceptowane stany i znaczniki czasu zdarzeń reprezentują różne etapy interpretacji sygnału.
01 / Surowe zmiany
Powtórne przejścia niekoniecznie oznaczają powtórzenie planowanych zdarzeń.
Microchip opisuje drgania styków jako przerywane zwieranie i rozwieranie, które może generować wiele impulsów cyfrowych.
Microchip opisuje drgania styków jako przerywane zwieranie i rozwieranie, które może generować wiele impulsów cyfrowych. Reguła wymagająca utrzymania się stanu przez określony czas może odwzorowywać te impulsy inaczej niż próg chwilowy. Jest to ogólna koncepcja dotycząca sygnałów, a nie dowód na jakąkolwiek implementację MARSTON.
Historia surowego sygnału wejściowego nadal zawiera krótkotrwałe zmiany. Zaakceptowany stan jest inną reprezentacją utworzoną na podstawie tej historii. Traktowanie tych dwóch sygnałów jako zamiennych zaciemniałoby obraz tego, które zdarzenia reguła opóźniła, połączyła lub pozostawiła bez odwzorowania.
02 / Przykładowa reguła
Kolejne obserwacje definiują jedną z możliwych zależności.
Rozważ abstrakcyjną regułę, która akceptuje B po trzech kolejnych prawidłowych obserwacjach B, rozpoczynając od zaakceptowanego stanu A.
Rozważ abstrakcyjną regułę, która przyjmuje stan B po trzech kolejnych prawidłowych obserwacjach B, zaczynając od przyjętego stanu A. Prawidłowa obserwacja A zeruje w tym przykładzie licznik B. Dla surowej sekwencji B, B, A, B, B, B przyjętym stanem pozostaje A aż do szóstej obserwacji.
Pierwsze dwie wartości B nie spełniają warunku, ponieważ trzecia obserwacja przerywa ich sekwencję. Regułę tę wymyślono, aby wyjaśnić utrzymywanie się sygnału; A i B są neutralnymi oznaczeniami. Nie określa ona żadnego rzeczywistego zdarzenia zadziałania zabezpieczenia, sposobu przetwarzania sygnałów wejściowych ani reakcji turbiny.
03 / Czas, który upłynął.
Liczba obserwacji nie oznacza automatycznie czasu trwania.
Jeśli obserwacje są wykonywane w odstępach Ts, trzecia obserwacja spełniająca warunek następuje 2Ts po pierwszej obserwacji spełniającej warunek.
Jeśli obserwacje są oddalone od siebie o Ts, trzecia obserwacja spełniająca kryterium następuje 2Ts po pierwszej obserwacji spełniającej kryterium. Przy hipotetycznym Ts = 0.2 s czas ten wynosi 0.4 s. Nie jest to automatycznie trzykrotność odstępu, ponieważ między trzema obserwacjami są dwa odstępy.
Zmiana fizyczna zachodząca tuż po chwili próbkowania również musi poczekać na pierwszą obserwację. Nieregularne odstępy czasowe zmieniają czas, który upływa dla zadanej liczby zliczeń. Znacznik czasu akceptacji i znacznik czasu fizycznego zdarzenia będącego jej podstawą mogą zatem różnić się nawet w idealnym przykładzie.
04 / Utrzymywanie się sygnału
Nieprzerwane utrzymywanie stanu i zgodność próbek to różne stwierdzenia.
Reguła działająca w czasie ciągłym może wymagać, aby warunek utrzymywał się nieprzerwanie przez określony czas.
Reguła działająca w czasie ciągłym może wymagać, aby warunek utrzymywał się przez cały określony czas. Reguła oparta na próbkowaniu ustala jedynie to, co zostało zarejestrowane w chwilach obserwacji. Kilka jednakowych próbek nie dowodzi, że między nimi nie wystąpiła krótkotrwała zmiana.
Brakujące lub nieprawidłowe obserwacje rodzą kolejne pytanie: konkretna reguła może zerować, wstrzymywać lub unieważniać proces kwalifikacji. Żadna z tych reakcji nie wynika z samego słowa debounce. Kolejne prawidłowe obserwacje w przykładzie nie określają uniwersalnego sposobu postępowania z brakującymi informacjami.
05 / Inne filtry
Kwalifikacja sygnału według kryterium czasowego różni się od wygładzania amplitudy.
Analogowe lub cyfrowe przekształcenie dolnoprzepustowe zmienia przekazywany dalej przebieg amplitudy.
Analogowe lub cyfrowe przekształcenie dolnoprzepustowe zmienia przebieg amplitudy przekazywany dalej. Reguła eliminacji drgań styków oparta na kolejnych obserwacjach stanu kwalifikuje zdarzenie na podstawie tych obserwacji. Eliminację drgań styków można realizować za pomocą filtrowania, ale te dwa terminy nie określają tej samej matematycznej zależności między wejściem a wyjściem.
Histereza Schmitta natomiast uzależnia przełączanie od różnych progów amplitudy i poprzedniego stanu. Połączenie tych koncepcji dałoby bardziej szczegółowy model. Ani sama historia amplitudy, ani samo utrzymywanie się stanu nie rozstrzygają, czy dane krótkotrwałe odchylenie sygnału wejściowego było fizycznie istotne.
06 / Zakres
Opóźnienie nie pozwala stwierdzić, że odrzucone zdarzenie było szumem.
Krótkie rzeczywiste zdarzenie i krótkie zakłócenie mogą mieć podobny obserwowany przebieg czasowy.
Krótkie rzeczywiste zdarzenie i krótkie zakłócenie mogą mieć podobny obserwowany przebieg czasowy. Reguła utrzymywania się sygnału może rozróżniać czas trwania w ramach przyjętej reprezentacji, lecz niekoniecznie przyczynę fizyczną. Zaakceptowanie późniejszego stabilnego stanu również nie odtwarza wcześniejszego zdarzenia, które nigdy nie zostało rozróżnione.
Nie podaje się żadnego czasu eliminacji drgań styków, kwalifikacji sygnału wejściowego ani sekwencji zabezpieczeń dla MARSTON. Ta strona nie zawiera ustawień opóźnień bezpieczeństwa, informacji o okablowaniu, wprowadzaniu usterek ani zmianach w sterowaniu. Wyjaśnia różnicę między nieprzetworzoną zmianą a interpretacją wynikającą z określonej reguły czasowej.
Powiązane poradniki techniczne: Histereza Schmitta: progi, historia i zachowany stan · Pochodne numeryczne: nachylenie sygnału i wzmacnianie szumu · Reszty modelu: rozbieżności przewidywań i niejednoznaczne przyczyny.
Informacje ogólne: Microchip AN2805: pojęcia drgań styków i utrzymywania się stanu. Źródła wyjaśniają koncepcje branżowe; są odrębne od właściwych dokumentów produktów i projektów MARSTON.
Kluczowe pojęcia i warunki.
Odczytuj każdą wielkość wraz z odniesieniem, jednostkami i podanymi warunkami. Ogólna zależność nie ustala wartości właściwej modelowi.
| Pojęcie / wielkość | Znaczenie / zależność | Warunki / ograniczenia |
|---|---|---|
| Surowa obserwacja | Chwilowa wartość odwzorowywanego sygnału wejściowego | Potrzebne są znacznik czasu oraz określenie znaczenia ważności sygnału |
| Zaakceptowany stan | Wynik po kwalifikacji | Odrębne od nieprzetworzonego przebiegu czasowego |
| Liczba kolejnych wystąpień | Liczba kolejnych próbek spełniających kryteria bez przerwy | W przykładzie reset następuje po otrzymaniu prawidłowej próbki przeciwnego stanu |
| Czas trwania | Czas między obserwacjami spełniającymi kryteria | N obserwacji obejmuje N−1 odstępów |
| Niewykryte wychylenie sygnału | Zmiana między obserwacjami | Jednakowe wartości próbek nie dowodzą stałości sygnału przez cały czas |
Pytania techniczne.
Czy eliminacja drgań styków (debounce) oznacza, że każde krótkie zdarzenie jest zakłóceniem?
Nie. Sam czas trwania nie pozwala ustalić przyczyny fizycznej.
Czy trzy jednakowe próbki obejmują trzy przedziały czasowe?
Nie. Odstęp od pierwszego do trzeciego obejmuje dwa przedziały.
Czy chwila akceptacji jest chwilą fizycznego zdarzenia?
Niekoniecznie; próbkowanie i kwalifikacja sygnału mogą opóźnić jego akceptację.
Czy zgodność próbek dowodzi ciągłego utrzymywania się stanu?
Nie. Krótkotrwała zmiana może wystąpić między obserwacjami.
Czy eliminacja drgań styków jest tym samym co filtrowanie dolnoprzepustowe?
Nie. Reguła kwalifikacji zdarzenia i przekształcenie amplitudy opisują różne zależności.
Czy w tym miejscu określone są opóźnienia związane z bezpieczeństwem turbin?
Nie. Przykład ten jest abstrakcyjny i nie zawiera żadnych ustawień operacyjnych.
Zapytanie techniczne
Omów zagadnienie techniczne.
Jedna zmiana fizyczna może wywołać kilka krótkotrwałych zmian cyfrowych w jej reprezentacji sygnałowej. Przekaż model oraz odpowiednie informacje eksploatacyjne lub projektowe do dyskusji technicznej.