FFT处理分析

iKIT无线触觉刀柄接收信号默认所呈现的数据类型为时域信号,如果刀具发生磨损发生,对应信号的频率将发生变化。为了分析这种变化并获得刀具磨损状态的信息,需要将时域信号转化到频域上进行分析,即进行快速傅里叶变换(FFT),获得信号的频率结构以及各谐波振幅与频率的关系。

如实验示意图所示,基于铝合金进行了端铣测试,本无线测试系统可以实时同步监测四项力信号(F&M&Bx&By)以及三向加速度信号(X&Y&Z),本案例针对7组信号所采用的采集频率均为512 Hz,发射的数据信号通过USB接收并传送至上位机软件内。本无线测试系统可以监测到实际加工过程中的振动信号,通过放大图可知三向振动信号均显示“正弦波”形式,说明该测试结果是有效且有助于加工分析的。同时,在数据采集过程中可以显示任意数据的实时FFT图像,X轴为频率Y轴为振幅。对于实时FFT数据分析,用户可以根据实际需要选取FFT处理的窗口函数,可选函数包括Hamming、Hanning以及Boxcar。

当采集结束后,用户可以选取需要分析的数据段进行FFT图像查看,如FFT Gauge图所示,X轴为频率Y轴为振幅,此时对应的FFT结果可以导出以便于后续绘图和分析刀具的磨损情况。已有研究表明FFT处理后的频域信号将有助于识别刀具的磨损状态。

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