Algoritmi per la blind source separation (BSS) di sorgenti vibrazionali nei sistemi meccanici

Un tipico campo di attività del Laboratorio di Meccanica Generale e Meccanica delle Vibrazioni (MGMV) dell’Università di Genova riguarda il monitoraggio di condizione e la diagnostica delle macchine [1]. Si studiano tecniche avanzate di analisi del segnale; negli ultimi anni è stato sviluppato un “toolbox” originale nel quale è presente anche un’ampia sezione basata sulla teoria del caos, che permette di rilevare più precocemente dei metodi tradizionali la presenza di una condizione di funzionamento anomala (caotica) [2]. Nella presente memoria vengono presentati i più recenti risultati volti ad approfondire ulteriori aspetti nell’ambito del monitoraggio e della diagnostica. In particolare è stata condotta un’attività di “screening” sulle procedure presenti in letteratura per la Blind source separation (BSS) ovvero la separazione cieca delle sorgenti. Le tecniche di BSS consistono nella ricostruzione di un insieme di segnali quando sono note soltanto misture o combinazioni di questi. La struttura delle combinazioni e le sorgenti dei segnale non sono osservabili (il termine “blind” sottolinea l’assenza di informazioni sul comportamento del sistema che miscela i segnali sorgente e sulla statistica di essi). Si è ritenuto significativo approfondire tale aspetto in quanto in genere nel monitoraggio delle macchine rotanti le misure sul campo sono soggette ad interferenze dovute alla presenza di altre macchine che operano in vicinanza. Attraverso l’applicazione di queste tecniche appare possibile isolare la parte significativa del segnale in modo da facilitare il lavoro di un successivo software per il monitoraggio e la diagnostica. Le tecniche attualmente proposte per tale analisi sono in numero elevato; ciò sottolinea ad oggi l’inesistenza di una metodologia che si sia rivelata universale ovvero applicabile “a scatola chiusa”: tutte richiedono una precisa conoscenza dei vari aspetti e dei fenomeni. Occorre sottolineare che tecniche che paiono soddisfacenti nel caso di pure simulazioni al calcolatore, si rivelano invece inefficienti quando applicate a segnali acquisiti sperimentalmente sul campo su sistemi meccanici reali. Di seguito si riportano le metodologie più rilevanti cercando di evidenziarne le caratteristiche peculiari. Inoltre vengono riferiti risultati sperimentali ottenuti nel corso di attività su macchine rotanti.