Signal glätten/filtern

Hallo,
Ich möchte in Labview die Drehzahl- und den Stromistwert eines Servoantriebs erfassen und verarbeiten. Das Problem ist das das Signal mit einem Rauschen überlagert und somit schlecht in Labview zu verarbeiten ist. Wenn ich mit nem Multimeter den Sollwert messe ist kaum ein schwanken der Werte zu erkennen, da es ja wahrscheinlich auch den RMS- wert mist. Ich hab dann versucht es mit einen exprss vi filter (IIR Tiefpass) zu glätten und das ging auch ganz gut aber ich möchte im programm eigentlich keine exprss vi's verwenden und mit den anderen filtern komm ich nich klar.

Hat jemand nen kleines Beispiel zum glätten eines verauschten Signals???

Und ist es überhaupt sinnvoll einen Tiefpass filter zu nehmen oder lieber RMS, mean oder...?

Hab leider keinen Screenshot vom Signal sorry

Hi...

Schön: "Wenn ich mit nem Multimeter den Sollwert messe ist kaum ein schwanken der Werte zu erkennen"

Gib uns doch mal ein paar Infos, was Du genau messen willst (wie liegt die Drehzahl vor, wirklich Strom oder vielleicht doch ein stromproportionales Spannungssignal), Frequenzbereiche, Bandbreite des Signals, Mess-Hardware, Verkabelung etc., dann kann man auch besser weiterhelfen.

Generell ist es m.E. sinnvoller, erstmal den Grund des Rauschens einzugrenzen, bevor ich was mit Filtern mache...

Grüße,

ch

Drehzahl- und Stromistwert liegen als einen Spannungssignal von 0 - 10V gleichspannung vor. Sie werden über eine SPS ausgegeben und mit NI USB-6351 (RSE) erfasst. Ich vermute dass die Störungen vom Umrichter kommen, habe zwar geschirmtes Kabel verwendet aber bekomme die Störungen einfach nicht weg. Über der Gleichspannung ist kein Periodisches Signal sondern eher ein Rauschen.

Ich mach einfach mal nachher nen Screenshot vom signal sonst kann mir da glaub ich niemand weiter helfen.

Versuche es mal mit dem Savitzky-Golay Filter, zu finden unter Signal-Processing -> Filters.
Das ist ein recht gutmütiger Filter und zum Glätten von verrauschten Signalen sehr gut geeignet.
Lass "Weight" unverdrahtet, "polynomial order" (vorerst) auf 3 und spiel mal mit der Anzahl der "side points".

Ich würde vorher noch versuchen, mal differentiell zu messen, wenn du die Kanäle frei hast...

differentiell hab ich auch schon versucht aber ändert m.E. nach nichts.
Savitzky-Golay Filter hab ich noch nich versucht, kenn ich auch nicht aber ich werds probieren.

Hab noch mal nen Screenshot vom original signal (Strom und Drehzahl) im zweitem Screenshot (Drehzahl beim anfahren) hab ich mal ein paar filter und mittelwerte probiert. Die Mittelwertbildung MEAN hat von denen das beste Signal geliefert aber zufrieden bin ich damit noch nicht.

Wenn jemand noch weitere Vorschläge dazu hat wie ich das signal glätten kann wär ich sehr dankbar

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(12.04.2012 09:32 )Flatty schrieb:  Ich vermute dass die Störungen vom Umrichter kommen, habe zwar geschirmtes Kabel verwendet aber bekomme die Störungen einfach nicht weg.

Schätze ich auch...

nötige/mögliche Maßnahmen:
- Umrichter in separaten Schaltschrank (Metall!), alle Umrichterzuleitungen sauber erden
- Messleitungen möglichst weit von den Umrichterleitungen entfernt verlegen, und auch nicht in gemeinsam genutzten "Kabeltrassen"
- Greif die Analogwerte über Koax-Kabel ab, die gibts auch in "ganz dünn" mit flexibler Seele, sauber (einseitige!) Erdung des Kabel-Schirms
- Spannungsversorgung deiner Sensoren ggf. auch über zwei Koaxleitungen (+/Schirm, -/Schirm)
- ggf. Spannungsversorgung nicht über Schaltnetzteile

Das hat jedenfalls bei uns geholfen...aus Schaden wird man klug!

Für die Glättung schlage ich Lucki's Allheilmittel vor...gleitender Mittelwert per FIR-Filter:
   

Gruß
A.

Ds ist hier kein Gauß'sches Rauschen, sondern es handelt sich hier eher um einzelne kräftige Ausreißer. Es sind eher externe Störungen, verursacht durch falsche Beschaltung der Sensoren, was zu Kablemantelströmen in der Abschirmung oder der Masseleitung führt.
Mit gleitender Mittelwertbidung nehmen die Spitzen zwar ab, dafür werden aber alle Messwerte in der Ungebung eine Spitze verfälscht (Es sei denn, man filtert über sehr viele Werte und nimmt die Verzögerung in Kauf - siehe Deine Multimeteranzeige)
Male doch mal die Schaltung genau auf, wichtig sind die Erdungspunkte auf Maschinen- und Sensorseite und wie die Masseleitungen geführt sind.

Danke Lucki für deine Antwort...

Hab mal mit paint ne skizze gemacht. Und mir ist auch aufgefallen das man diese Schaltungsart nicht nimmt wegen Masseschleifen und so, deshalb werd ich nachher wieder zu diff wechseln. Aber wie ich schon erwähnt hatte, hatte ich vorher auch diff und die Störungen blieben nicht aus.
Wie der Geber genau verdrahtet ist kann ich noch nich sagen, da dieser von einer externen Firma mit dem servoregeler installiert wurde. Aber wenn es an der Verkabelung des Gebers liegen würde, müsste ich diese Störungen ja auch in der Inbetriebnahme Software erkennen bzw. an den Signalen die über den Feldbus kommen... Ich werd mir die mal genauer ansehen.

Das würde auch vielleicht erklären warum der Geber ab einer bestimmten Drehzahl einen hohen Schleppfehler misst.

Sehr schön gemacht, diese Skizze. Und es ist genau die "verbotene" Konfiguration, die in dieser Übersicht durchgestrichen ist:
   
Zum Verständnis mußt Du dir vorstellen, dass beiden Massen aim Gerät und am PC potentialmäßig nicht identisch sind. Sie sind zwar miteinander verbunden, aber über eine Störspannungsquelle:
   
Am Ohmschen Widerstand der Messleitungen für die Masse baut sich dann diese Störspannung auf und überlagert sich additiv dem Messignal.
Für Dich gibt es als gute Lösungen das Bild rechts oben oder rechts unten. Empfehen würde ich aber außerdem noch eine direkte Verbindungs zwischen den Massen der beiden Geräte.
Bei DIFF halbiert sich die Anzahl der Eingänge, man kann aber ganz unterschiedliche Geräte anschließen. Bei Nichtreferenziert hat man die volle Kanalzahl, allerdings sollten dann alle Signale von einem einzigen anderen Gerät kommen.