震动测试第2章 信号分析基础.pdf

2.1信号分析概述 图象信号的表达 信号与信息的差别 • 信号（Signal ）是自 然现象的客观反映 • 信息（Information） 是带有情报的信号， 它反映出运动的特 征、规律、原因、程 度和大小等。 • 信号可以提供有限信 息。如图为应变信 号： 信号处理过程 信号采集 前端设备 传感器 电荷放大器 Signal Acquisition 磁带记录仪 各种敏感元件 微积分电路 运算处理 中心设备 A/D 转换 Operation Processing 频谱分析仪 滤波电路 采样保持 示波 器、 记录 显示、记录 后端设备 仪、显示屏、数 Display, Plotting 码管、打印机 信号处理系统 A/D • 模拟（Analog ） 数字（Digital） D/A 从模拟信号到数字信号 2.2 信号的分类与描述 为了深入了解信号的物理实质，将其进行 分类研究是非常必要的。以不同的角度来看 待信号，我们可以将信号分为 1. 确定性信号与非确定性信号 2. 能量信号与功率信号 3. 时限信号与频限信号 4. 连续时间信号与离散时间信号 5. 物理可实现信号 2.2.1 确定性信号与非确定性信号 a)确定性信号 可以用明确的数学关系式描述的信号称为确定性信号。它可以进一步分为周期 信号、非周期信号与准周期信号等，如下图所示。 信号的分类描述 周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件： x ( t ) = x ( t + nT ) 式中，T——周期，T=2 π/ ω ；ω ——基频；n=0,±1, …。 0 0 例如，下面是一个50Hz正弦波信号10sin(2*3.14*50*t)的波形，信号周期为： 1/50=0.02秒: 50Hz正弦波信号波形 机械系统中，回转体不平衡引起的振动，往往也是一种周期性运动。例如，下图是某钢厂 减速机上测得的振动信号波形(测点3)，可以近似的看作为周期信号: 某钢厂减速机振动测点布置图 测点３振动信号波形 非周期信号是不会重复出现的信号。例如，锤子的敲击力；承载缆绳断裂时应力变 化；热电偶插入加热炉中温度的变化过程等，这些信号都属于瞬变非周期信号，并且 可用数学关系式描述。例如，下图是单自由度振动模型在脉冲力作用下的响应。 单自由度振动模型脉冲响应信号波形 准周期