A Space-Frequency Data Compression Method for Spatially Dense Laser Doppler Vibrometer Measurements
Creators
- 1. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Description
When spatially dense mobility shapes are measured with scanning laser Doppler vibrometers, it is often impractical to use phase-separation modal parameter estimation methods due to the excessive number of highly coupled modes and to the prohibitive computational cost of processing huge amounts of data. To deal with this problem, a data compression method using Chebychev polynomial approximation in the frequency domain and two-dimensional discrete Fourier series approximation in the spatial domain, is proposed in this article. The proposed space-frequency regressive approach was implemented and verified using a numerical simulation of a free-free-free-free suspended rectangular aluminum plate. To make the simulation more realistic, the mobility shapes were synthesized by modal superposition using mode shapes obtained experimentally with a scanning laser Doppler vibrometer. A reduced and smoothed model, which takes advantage of the sinusoidal spatial pattern of structural mobility shapes and the polynomial frequency-domain pattern of the mobility shapes, is obtained. From the reduced model, smoothed curves with any desired frequency and spatial resolution can he produced whenever necessary. The procedure can he used either to generate nonmodal models or to compress the measured data prior to modal parameter extraction.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
عندما يتم قياس أشكال الحركة الكثيفة مكانيًا باستخدام مقاييس اهتزاز دوبلر بالليزر، فغالبًا ما يكون من غير العملي استخدام طرق تقدير المعلمات الشكلية لفصل الطور بسبب العدد المفرط من الأوضاع المقترنة للغاية والتكلفة الحسابية الباهظة لمعالجة كميات هائلة من البيانات. للتعامل مع هذه المشكلة، يتم اقتراح طريقة ضغط البيانات باستخدام التقريب متعدد الحدود Chebychev في مجال التردد وتقريب سلسلة فورييه المنفصلة ثنائية الأبعاد في المجال المكاني، في هذه المقالة. تم تنفيذ النهج التراجعي المقترح للترددات الفضائية والتحقق منه باستخدام محاكاة رقمية لصفيحة ألومنيوم مستطيلة معلقة خالية من الترددات الحرة. لجعل المحاكاة أكثر واقعية، تم تصنيع أشكال التنقل بواسطة تراكب مشروط باستخدام أشكال الوضع التي تم الحصول عليها تجريبياً باستخدام مقياس اهتزاز دوبلر بالليزر للمسح الضوئي. يتم الحصول على نموذج مختزل وسلس، يستفيد من النمط المكاني الجيبي لأشكال الحركة الهيكلية ونمط مجال التردد متعدد الحدود لأشكال الحركة. من النموذج المخفض، يمكن أن تنتج المنحنيات السلسة مع أي تردد مرغوب فيه ودقة مكانية كلما لزم الأمر. يمكن أن يستخدم الإجراء إما لتوليد نماذج غير نمطية أو لضغط البيانات المقاسة قبل استخراج المعلمة الشكلية.Translated Description (French)
Lorsque des formes de mobilité spatialement denses sont mesurées avec des vibromètres Doppler laser à balayage, il est souvent impossible d'utiliser des méthodes d'estimation de paramètres modaux à séparation de phase en raison du nombre excessif de modes hautement couplés et du coût de calcul prohibitif du traitement d'énormes quantités de données. Pour traiter ce problème, une méthode de compression de données utilisant une approximation polynomiale de Chebychev dans le domaine fréquentiel et une approximation en série de Fourier discrète bidimensionnelle dans le domaine spatial, est proposée dans cet article. L'approche régressive espace-fréquence proposée a été mise en œuvre et vérifiée à l'aide d'une simulation numérique d'une plaque d'aluminium rectangulaire suspendue libre-libre-libre-libre. Pour rendre la simulation plus réaliste, les formes de mobilité ont été synthétisées par superposition modale à l'aide de formes de mode obtenues expérimentalement avec un vibromètre Doppler laser à balayage. On obtient un modèle réduit et lissé, qui tire parti du motif spatial sinusoïdal des formes de mobilité structurelle et du motif de domaine fréquentiel polynomial des formes de mobilité. À partir du modèle réduit, des courbes lissées avec n'importe quelle fréquence et résolution spatiale peuvent être produites chaque fois que nécessaire. La procédure peut être utilisée soit pour générer des modèles non modaux, soit pour compresser les données mesurées avant l'extraction des paramètres modaux.Translated Description (Spanish)
Cuando las formas de movilidad espacialmente densas se miden con vibrómetros Doppler láser de barrido, a menudo no es práctico utilizar métodos de estimación de parámetros modales de separación de fases debido al número excesivo de modos altamente acoplados y al coste computacional prohibitivo de procesar grandes cantidades de datos. Para hacer frente a este problema, en este artículo se propone un método de compresión de datos que utiliza la aproximación polinómica de Chebychev en el dominio de la frecuencia y la aproximación bidimensional de series discretas de Fourier en el dominio espacial. El enfoque regresivo espacio-frecuencia propuesto se implementó y verificó utilizando una simulación numérica de una placa de aluminio rectangular suspendida libre-libre-libre-libre. Para hacer la simulación más realista, las formas de movilidad se sintetizaron mediante superposición modal utilizando formas de modo obtenidas experimentalmente con un vibrómetro láser Doppler de barrido. Se obtiene un modelo reducido y suavizado, que aprovecha el patrón espacial sinusoidal de las formas de movilidad estructural y el patrón polinómico de dominio de frecuencia de las formas de movilidad. A partir del modelo reducido, se pueden producir curvas suavizadas con la frecuencia y resolución espacial deseadas siempre que sea necesario. El procedimiento se puede utilizar para generar modelos no modales o para comprimir los datos medidos antes de la extracción de parámetros modales.Files
395375.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f408d91c24e5b4967fdf3d3474a5c9cd
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- طريقة ضغط بيانات التردد المكاني لقياسات مقياس الاهتزاز دوبلر الليزر الكثيف مكانيًا
- Translated title (French)
- Une méthode de compression de données de fréquence spatiale pour les mesures de vibromètre Doppler laser spatialement dense
- Translated title (Spanish)
- Un método de compresión de datos de espacio-frecuencia para mediciones de vibrómetro Doppler láser espacialmente denso
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2914650526
- DOI
- 10.1155/1996/395375