Анализ свойств время-частотных отображений информации об одномерных сигналах расхода, характеризующих режимы работы дозирующего оборудования. Производился анализ свойств многомерных (2D/3D-) отображений во время-частотном пространстве для одномерных сигналов расхода при описании процесса дозирования устройствами непрерывного и дискретного действия в составе смесеприготовительного агрегата для производства мелкодисперсных сыпучих смесей. Представлены и описаны свойства визуально-графического отображения информации о режимах работы дозирующего оборудования. Одномерные сигналы расхода на выходе блока дозирующих устройств при этом отображаются в вейвлет-среде в двумерном/трехмерном пространстве. Такое преобразование переводит одномерные измерительные сигналы в многомерно-точечную среду, когда в каждой технологической точке смесеприготовительного агрегата одномерные материалопотоковые сигналы расхода представляются своими многомерными отображениями (распределениями энергии) во время-частотном пространстве. Рассмотрено четыре задачи анализа время-частотного распределения Вигнера, отображающие конкретные режимы процессов дозирования. Режимы дозирования характеризуются моно- и мультикомпонентными стационарными и нестационарными сигналами расхода, порождаемыми дозирующими устройствами непрерывного действия. При этом время-частотные отображения сигналов расхода представлены в виде многомерных распределений Вигнера и Чуи-Уилльямса в трехмерной - в первых трех задачах - и двумерной (в четвертой задаче) среде. В первой задаче описан практический пример расчета и анализа многомерного отображения стационарного и нестационарного время-частотно-зависимых чирп-сигналов с варьированием параметров последнего. Дано пояснение расчетной дискретности распределений Вигнера. В других задачах показан эффект демпфирования паразитных элементов в распределении Чуи-Уилльямса. В частности, во второй задаче рассмотрен вариант отображения двухкомпонентного гармонического сигнала, в третьей задаче представлен анализ сигнала дозирования с двумя чирп-компонентами с взаимно обратноизменяющимися частотами, в четвертой - анализируется также двухкомпонентный сигнал, один из которых представляет собой чирп-сигнал с линейно-возрастающей частотой, другой - сложный чирп-сигнал с падающей синусоидально-модулированной мгновенной частотой. В последней задаче также представлен практический пример получения многомерного отображения мультикомпонентного сигнала от блока из двух и более дозаторов. Отмечена семантическая прозрачность отображений при мониторировании процесса мультикомпонентного дозирования. Исправленное распределение Вигнера (Чуи-Уилльямса) является более целесообразным для целей автоматизированного контроля (в форме визуально-графического мониторинга) и автоматического управления в режимах стабилизации и слежения за динамикой нестационарных процессов различного характера, в том числе процессов дозирования в различных отраслях промышленности и аграрно-промышленном комплексе.
The purpose of the paper is the analysis of the properties of time-frequency representation of the information on one-dimensional flow signals characterizing the operation modes of batching equipment. The properties of multidimensional (2D/3D-) representations in the time-frequency space are analyzed for one-dimensional flow signals when describing the batching process performed by continuous and discrete-type devices as components of a mixture-producing unit for the production of finely dispersed dry compositions. The properties of the visual-graphic representation of information on operation modes of the batching equipment are given and described. One-dimensional flow signals at the output unit of batching devices are displayed in a wavelet environment in the two-dimensional/three-dimensional space. Such transformation transfers one-dimensional measurement signals into a multi-dimensional one-point environment where one-dimensional material-flow signals in each technological point of the batch preparation equipment are represented by their multidimensional presentations (energy distributions) in the time-frequency space. Consideration is given to four analysis problems of Wigner time-frequency distribution, which represent specific modes of a batching process. Batching modes are characterized by mono- and multi-component stationary and non-stationary flow signals generated by continuous-type batching devices. In this case time-frequency presentations of flow rate signals are presented in the form of multidimensional Wigner and Choi-Williams distributions in three-dimensional (in the first three problems) and two-dimensional (in the fourth problem) environments. The first task describes a practical example of calculation and analysis of a multidimensional presentations of stationary and non-stationary time-frequency-dependent (chirp) signals with varied parameters of the latter. The calculated discreteness of Wigner distributions is explained. Other problems demonstrate the effect of damping parasitic elements in the Choi-Williams distribution. In particular, the second problem deals with the representation variant of a two-component harmonic signal. The third task presents the analysis of a batching signal with two chirp components having mutually reverse frequencies. The fourth problem also analyzes a two-component signal, one of which is a chirp signal with a linearly increasing frequency, another - a complex chirp-signal with a falling sine-modulated instantaneous frequency. The last task also presents a practical example of obtaining a multidimensional presentation of a multi-component signal from the block of two or more batchers. The semantic transparency of representations is noted under monitoring of the process of multi-component batching. The corrected Wigner distribution (Choi-Williams one) is more appropriate for the purposes of computer-aided control (in the form of visual-graphic monitoring) and automatic control in the regimes of stabilization and tracking the dynamics of non-stationary processes of various nature including the batching processes in different branches of industry and agro-industrial complex.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.