第二章信号分析机械工程测试技术.pptVIP

机械工程测试技术—— 信号分析(6) 内容 信号分类 时域分析 幅域分析 频域分析 数字信号处理 重点：信号的时域分析方法；周期信号傅氏第一、二展开式分析方法；非周期信号谱分析；二者的频谱特征的区别和联系；单位脉冲和闸门函数频谱特性及工程意义；数字信号处理中一些重要的概念和结论，如采样定理，窗函数，DFT等 1、信号分类 机械信号 反映机械设备在运行中 物理现象 振动、噪声、冷热... 工况参数 转速、温度、压力、流量... 1、信号分类 机械信号 常见机械信号 振动/冲击、噪声 转速、温度、流量、压力、力、位移... 信号波形 被测信号幅度随时间的变化历程 1、信号分类 信号类型 取决于观察角度 数学描述上：确定性信号与非确定性信号 幅值和能量上：能量信号与功率信号 在分析区间（-∞，∞），信号平方积分（能量）是否为有限值 1、信号分类 信号类型 连续性上：连续时间信号与离散时间信号 连续时间信号:在所有时间点上有定义 离散时间信号:在若干时间点上有定义 1、信号分类 信号类型 可实现性上：物理可实现信号与物理不可实现信号 1、信号分类 信号类型——数学描述 确定性信号：可以用明确数学关系式描述的信号 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号 1、信号分类 信号类型 周期信号：经过一定时间可以重复出现：x(t)=x (t+nT) 频谱谱线是离散的 单频 简谐信号 多频 简谐信号叠加 旋转式机械、往复式机械的状态信号多属于周期信号 1、信号分类 信号类型 1、信号分类 信号类型 非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。 环境噪声、测试仪器噪声、材料表面形貌等 平稳随机信号：具有统计特性（其特征参数不随时间变化） 非平稳随机信号：统计特性变异 测试信号总是受到噪声污染 2、时域分析 根据信号的时域波形来分析、计算信号的均值、均方值、方差等特征参数 2、时域分析 波形分析：描述波形特征 简单、实用、快速 示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数 2、时域分析 波形分析：描述波形特征 简谐信号 x = A.Sin(ω.t+φ) = A.Sin(2πf.t+φ) 三要素 幅值 A 频率 f 相位 φ ω＝2πf 峰值Ap、峰峰值App 有效值Arms=A/√2 2、时域分析 波形分析：描述波形特征 复合信号 x = A*Sin(2πfot+φ1) + 0.5*A*Sin(4πfot+ φ2) 基本特征 通频振幅 App 波峰至波谷之间的距离 基频 fo A1 倍频 2fo A2 2、时域分析 2、时域分析 轴心轨迹 定义：转子轴心在一个支承截面内的运动轨迹 测量：二个相互垂直的方向上的转子振动信号合成 2、时域分析 轴心轨迹 2、时域分析 均值 均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值 信号的中心——直流/固定分量 2、时域分析 均方值 均方值E[x2(t)]表达了信号的强度、平均功率 求法：多周期积分法（主频周期） 值和信号形状有关 2、时域分析 均方根值 均方值的正平方根值，又称为有效值(RMS) 数字表给出的是有效值 单频信号与复合信号 信号形状和有效值 2、时域分析 方差、均方差（标准差） 反映了信号绕均值的波动程度 衡量测量值的稳定程度、分散程度 2、时域分析 均方值、方差、均值关系 均值为零，均方值等于方