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Thema: Anti Aliasing bei Drehzahl-/Frequenzmessung

  1. #1
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    Hallo,
    in praktisch allen Antriebsanwendungen, die ich bisher eingesetzt habe,
    wird die Drehzahlmessung mit Impulsgebern durchgeführt.

    Ich frage mich nun, gibt es bei dieser Messmethode auch ein Aliasing,
    wie man es von einer Analog-Digital-Wandlung kennt? Spiegeln sich
    Frequenzen oberhalb der halben Abtastfrequenz in den Messbereich
    hinein?

    Ich habe Frequenzanalysen gemacht, die das vermuten lassen.

    Kann das jemand bestätigen und gibt es eine Abhilfe?

    Gruss

    Waldo
    Zitieren Zitieren Anti Aliasing bei Drehzahl-/Frequenzmessung  

  2. #2
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    Das Problem liegt immer auf der Messseite. Bei jeder Abtastung muss man schneller sein, als der Prozess! Wenn eine Pulsfolge gemessen wird, dann muss die Messeinrichtung (nach Shannon) mindestens doppelt so schnell sein.

  3. #3
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    Hallo Drucky89,
    danke für die Antwort.

    Das ist für die AD-Wandlung nicht anders. Trotzdem muss ich ein Antialiasing-Filter vorsehen,
    damit ich nicht von hochfrequenten Störeinflüssen getäuscht werde.

    Das geht aber bei einer Frequenzmessung nicht.

    Angenommen Du hast einen Antrieb mit Anpassgetriebe. Dann ist in der Drehzahl immer ein
    Frequenzanteil aus dem Zahnspiel der Zahnräder mit drin. Ich denke das berücksichtigt kein
    Umrichter.

    Waldo
    Geändert von Waldo (12.12.2011 um 12:58 Uhr)

  4. #4
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    Das Filter dient ja gerade dazu, Frequenzen, die nicht zum "eigentlichen" Prozess gehören, herauszufiltern, damit die "eigentliche" Prozessfrequenz übrigbleibt. Ich bin kein Umrichterexperte. Aber warum sollte man bei der Frequenzmessung kein Filter dazuschalten können? Das Filter müsste so dimensioniert werden, dass die höchste auftretende Frequenz gerade noch passieren kann.

  5. #5
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    Mal eine andere Frage, hast du ein Problem bei der Drehzahlmessung? Mit den üblichen Verdächtigen in diesem Zusammenhang (FM350) und die passende Inkrementalgeber hatte ich noch nie derartige Probleme.
    mfG Aventinus

  6. #6
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    Mein Problem ist, dass mein Auftraggeber eine klapprige Mechanik abgeliefert hat. Da sich diese Klapperei in den Kraft-
    und Drehzahlsignalen widerspiegelt habe ich dies zu untersuchen und gegebenenfalls Vorwürfe zu kontern.

    Bei der Frequenzanalyse ist mir aufgefallen, dass Frequenzanteile in den Signalen sind, die ich ohne Aliasing nicht
    erklären kann.

    Waldo

  7. #7
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    Hallo,
    wie stark "springt" denn deine Messung ?
    Was macht denn aktuell die Messung bzw. die Auswertung derselben ?
    Du könntest ja auch als "Filter" einfach eine Glättung hernehmen oder den Wert als ungültig erklären, wenn er im Verhältnis zu den letzten x Messungen einen zu großen Gradienten hat.

    Gruß
    Larry

  8. #8
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    Hallo,
    danke für die Antwort.

    Mein Drehzahlsignal "springt" nicht. Es ist auf den ersten Blick voll in Ordnung.

    Ich bin eben in der Frequenzanalyse auf Frequenzanteile gestoßen, die ich mir nicht erklären kann.

    Ich habe ein Bild beigefügt, das die Frequenzanalyse ausgibt. Horizontal ist die Zeit und vertikal die
    Frequenz aufgetragen. Die Amplitude ist mit der Helligkeit angedeutet.
    In dem Versuch ist ein schneller Hochlauf und eine langsame Verzögerung aufgenommen. Die Rampen
    entsprechen den Oberschwingungen der Drehzahl. Seltsam sind die steilen Linien, die an der halben
    Abtastfrequenz und bei Null "reflektiert" scheinen. Das sieht eben nach Aliasing aus.
    Die Folge ist, dass der Regler einen Frequenzanteil zurück koppelt, den es im Prozess eventuell nicht
    gibt.

    Das ganze funktioniert zwar, aber wie gross ist der Einfluss von Frequenzanteilen, die evtl. nur virtuell sind.

    Mfg.

    Waldo
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    Geändert von Waldo (13.12.2011 um 09:57 Uhr)

  9. #9
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    das mußt du mir etwas näher erklären - du machst eine FFT auf was ? Auf den aktuell gemessenen Frequenzwert den du in einer Messkurve vorher abgebildet hast ? Wenn ja, wie sieht den die vorausgegangene Kurven-Aufzeichnung aus ?

    Gruß
    Larry

  10. #10
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    Hallo,
    ich messe die Drehzahl mit 500Hz, Das Signal wird über die Messzeit aufgenommen.
    Dann wird alle x Sekunden eine FFT gemacht und als vertikale Linie aufgezeichnet.
    Es ergibt sich eine 3D-Kurve (besser Fläche) mit der Amplitude über der Zeit und der
    Frequenz.
    In einem solchen Diagramm sind Resonanzen als horizontale Linien erkennbar und
    Oberschwingungen laufen mit der Drehzahl hoch und runter.
    Im Bild ist ein schneller Hochlauf am Anfang (links) mit steilen Linien erkennbar. Dann
    kommt eine kurze Verweilzeit bei konstanter Drehzahl und dann für den Rest der Zeit
    eine langsame Verzögerung bis Drehzahl Null. Die Oberschwingungen der Drehzahl sind
    als Fächer aus immer steiler werdenden Linien sichtbar.
    Was sind das jedoch für Linien, die am oberen Ende (halbe Abtastfrequenz) und am unteren
    Ende (Frequenz Null) reflektiert erscheinen?

    Das ist die Frage! Ist das ein Aliasing Effekt?

    Waldo

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