I rapporten har olika parameterval jämförts och testats. Resultaten visar att det inte finns ett val av parameterarna som alltid ger bra resultat. I detta avsnitt ges rekommendationer för hur en användare kan gå till väga för att analysera vibrationsmätningar. Därefter får användaren prova sig fram till de parameterval som upplevs ge tillfredsställande resultat.
7.2.1
MUSIC och ESPRIT
Ett knackprov ger information om var och hur många resonansfrekvenser som finns i olika frekvensintervall. Genom att bandpassfiltrera signalen kring ett inter- vall där resonansfrekvenser bör finnas detekterar skattningarna komponenter i det frekvensintervallet. Hos signaler från Ryaverkets panna har, för frekvenser upp till 12 Hz, en bredd på 4 - 5 Hz på bandpassfiltret upplevts ge bäst resultat. Reso- nansfrekvensen bör finnas i intervallet under hela perioden mellan sotningarna om skattningen ska kunna följa den.
Skattningar med MUSIC och ESPRIT har båda kunnat följa avtagande trender i signalerna. Om endast en av dessa ska användas rekommenderas i första hand ESPRIT. ESPRIT har upplevts hitta avtagande trender i skattningarna vid fler tillfällen än MUSIC.
Parametern n bör väljas så att antalet skattade frekvenskomponenter är i sam- ma storleksordning som antalet resonansfrekvenser som förväntas finnas. Här kan knackprovet ge en bra uppskattning att utgå ifrån. Utav de frekvenskomponen- ter som skattas behöver det inte vara den första som ger bäst resultat så alla skattningar måste analyseras. Antalet frekvenskomponenter som skattas påverkar hur skattningarna ser ut. Om antalet frekvenskomponenter ökas med ett, från ett försök till nästa, kommer inte de första frekvenskomponenterna att ha samma utseende i båda fallen.
Vid skattning av en brusig signal ger MUSIC och ESPRIT generellt ett bättre resultat om parametern m väljs stor, se Figur 3.4 och Figur 3.5. Ett bra val på
7.2 Användande av skattnings- och målföljningsalgoritmer 73
parametern m att börja med är 100. Skillnaden hos skattningarna märks mest mellan olika relativt låga värden, kring 20 - 100, på m. Mellan två relativt stora värden, 100 - 200, märks ingen skillnad utan det är beräkningstiden som ökar.
Antalet sampel som behövs per skattning har visat sig bero på var signalerna har hämtats ifrån. För signaler från Ryaverkets panna har antalet sampel som behövts legat i storleksordningen motsvarande ett tidsfönster på 15 minuter, se avsnitt 5.2.1. För signaler från SAKAB:s panna är det istället i storleksordningen 10 sekunder, se avsnitt 5.3. I skattningarna i denna rapport har inte intervallen överlappat. Om nya skattningar behövs oftare kan användaren låta intervallen med sampel överlappa för varje skattning. Hur detta skulle påverka resultatet hos en målföljningsalgoritm har inte undersökts.
7.2.2
Målföljningsalgoritm
Målföljningsalgoritmen används för att automatiskt hitta och följa resonansfre- kvenser i skattningarna som gjorts med MUSIC eller ESPRIT. I jämförelse med MUSIC och ESPRIT finns det många parametrar i målföljningsalgoritmen som på- verkar prestandan. Parameterarna kan delas upp i dem som tillhör kalmanfiltret och modellen för resonansfrekvenserna och dem som används av målföljningsalgo- ritmen för att initiera och förkasta mål som följs.
För att hantera osäkerheter i modellen för resonansfrekvenserna används Q, se avsnitt 6.1.1. Q kan väljas som kvadraten av den största absoluta avvikelsen som den riktiga resonansfrekvensen kan ha från modellen, se exempel i avsnitt 6.2.2. R är ett mått på hur mycket skattningarna med MUSIC och ESPRIT avviker från de riktiga resonansfrekvenserna. Detta är ofta okänt och därför kan R användas som designparameter där ett större värde tillåter att fler skattningar tillhör en resonansfrekvens.
Hur mål initeras och förkastas beskrivs i avsnitt 6.1.3. Hur hårda krav som ställs för att ett mål ska vara aktivt påverkar hur många potentiella resonans- frekvenser som hittas. Ställs för hårda krav hittas inga resonansfrekvenser och är kraven inte tillräckligt hårda hittas istället fler än vad som borde finnas. Denna avvägning kan skilja sig ifrån fall till fall. Ett bra mål är att hitta parameterval som precis tillåter att resonansfrekvenser hittas och kan följas över flera sotnings- intervall.
Om skattningarna med MUSIC och ESPRIT innehåller mycket variationer kan risken vara så att parametrarna i målföljningsalgoritmen väljs så att felaktiga resonansfrekvenser hittas. Att använda målföljningsalgoritmen för att verifiera om resonansfrekvenser finns i skattningarna kan resultera i felaktiga slutsatser om parametervalen inte är tillräckligt hårda.
Avsnitt 6.2.2 visar att för skattningar gjorda på signaler från Ryaverkets panna har kraven på initiering av ett mål satts så att de sju första tidpunkterna måste innehålla skattningar som associeras till det målet för att det ska initieras. Därefter tillåts det upp till fyra tidpunkter i rad utan skattningar som associeras med målet utan att det ska förkastas. I detta fall har höga krav satts i initieringen för att ett mål ska anses följa en resonansfrekvens. För att sedan troliggöra att målet följer en resonansfrekvens bör den kunna associeras med nya skattningar över
flera sotningsintervall.
7.2.3
Användning av resonansfrekvenser för att förbättra
sotningsrutiner
Givet att resultaten från skattningarna verifierats, presenteras här ett förslag på hur dessa skulle kunna användas i ett verkligt övervakningssystem.
Om vibrationsmätningar sker kontinuerligt på en eller flera överhettartuber kan resonansfrekvenser parallellt skattas i olika frekvensband. Dessa frekvensband är valda utifrån knackprov och var resonansfrekvenser har detekterats. Genom att skatta flera resonansfrekvenser i olika intervall kan robustheten hos systemet förbättras då påverkan av felaktiga skattningar kan minimeras.
Med hjälp av en målföljningsalgortim kan förändringar hos resonansfrekven- serna automatiskt detekteras och beräknas. Frekvensförändringen kan sedan an- vändas för att visa operatören hur mycket beläggningar som finns på olika över- hettartuber. Alternativt skulle sotningen kunna automatiseras helt givet att trös- kelvärden är definierade för hur mycket beläggningar som ska finnas innan sotning sker.
I avsnitt 1.2.5 beskrivs relationen mellan förändringar hos resonansfrekvenser och masspåslag på överhettartuberna. Den skattade frekvensförändringen skulle då enligt (1.2) kunna konverteras till ett värde som motsvarar masspåslaget. Detta skulle då kunna användas för att visa när sotning behöver ske, till exempel, när masspåslaget överstigit ett bestämt tröskelvärde.