工程测试与 及信号分析ch2-补充趣谈.pptVIP

* * MEASUREMENT INFORMATION SIGNAL ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING 机械工程测试?信息?信号分析 机械科学与工程学院 机械电子信息工程系 李锡文 xiwenli@ 轩建平 jpxuan@ 课件资料下载： 邮箱地址：jxgccs@163.com “机械工程测试”每个字拼音的第一个字母 密码：111111 注意下载时不要删除原始文件 征求意见 仿真软件介绍 毕业论文建议 上课时间安排 上课内容安排 考试安排 推荐的书籍 上次课内容回顾 时域分析主要内容 一、信号波形图 二、时域分解 三、时域统计分析 四、直方图分析 五、时域相关分析 信源 被测对象 应用 被控对象 传感器 一次仪表 传输调理 二次仪表 信号分析 信号分析 信号 信号 信号 数字信号 信号的频域分析 按能否用明确的数学 关系式描述分类 时域分析 信号 确定性信号 非确定性信号 周期信号 非周期信号 简单周期信号 复杂周期信号 准周期信号 瞬态非周期信号 平稳随机信号 非平稳随机信号 各态历经信号 非各态历经信号 ①FS?? ②FT?? ③功率谱 非高斯信号 高阶谱分析 ④专题 时频分析 小波分析 独立变量Hilbert-Huang变换 卷积、FT、LT 卷积 只要做一次测试，就能用数学的方法，画出所有输入波形对应的输出波形 给产品一个脉冲信号，能量是1焦耳，输出的波形图画出来！ 某个输入波形，你想象把它微分成无数个小的脉冲，输入给产品，叠加出来的结果就是你的输出波形。你可以想象这些小脉冲排着队进入你的产品，每个产生一个小的输出 输出的结果就积分出来啦！这种方法叫卷积 ，微积分 卷积、FT、LT 输出？ 张三心想：“这次输入信号连公式都没有给出来，一个很混乱的波形；时间又是无限长的，卷积也不行了，怎么办呢？难道我要测试无限长的时间才能得到一个稳定的，重复的波形输出吗？ 解决方法：把混乱的时间域信号映射到另外一个数学域上面，计算完成以后再映射回来 卷积、FT、LT FT 某天，经理拿来了一个小的电子设备，接到示波器上面，对张三说： 看，这个小设备产生的波形根本没法用一个简单的函数来说明，而且，它连续不断的发出信号！不过幸好，这个连续信号是每隔一段时间就重复一次的。你来测试以下，连到我们的设备上，会产生什么输出波形！ 输出？ 张三心想：“这次输入信号连公式都没有给出来，一个很混乱的波形；时间又是无限长的，卷积也不行了，怎么办呢？难道我要测试无限长的时间才能得到一个稳定的，重复的波形输出吗？ 解决方法：把混乱的时间域信号映射到另外一个数学域上面，计算完成以后再映射回来 卷积、FT、LT FT 宇宙的每一个原子都在旋转和震荡，可把时间信号看成若干个震荡叠加的效果，也就是若干个可以确定的，有固定频率特性的东西。“ 给一个数学函数f，时间域无限的输入信号在f域有限的。时间域波形混乱的输入信号在f域是整齐的容易看清楚的。这样你就可以计算了“ 同时，时间域的卷积在f域是简单的相乘关系 计算完有限的程序以后，取f(-1)反变换回时间域，你就得到了一个输出波形 f域变换就是FT LT： 输出信号是无限时间长度的，拉普拉斯变换 输出？ 频率、系统 频率 想象在x-y平面上有一个原子围绕原点做半径为1匀速圆周运动，把x轴想象成时间，那么该圆周运动在y轴上的投影就是一个sin(t)的波形。 不同的频率模型其实就对应了不同的圆周运动速度。圆周运动的速度越快，sin(t)的波形越窄 系统 信源 被测对象 应用 被控对象 传感器 一次仪表 传输调理 二次仪表 转换分析 预处理及处理 完整的检测系统 x(t) h(t) y(t) 输入量 系统特性 输出 设周期函数x(t)的周期为T，展开成复指数函数的无穷级数形式FS： 周期信号–FS/FT FT 幅值谱密度与幅值谱的区别在于，各谐频率点均为脉冲函数 FS Cn系数计算，nω0是离散变量 周期信号傅里叶频谱特点 周期信号的傅里叶频谱特点： 谐波性：仅在一些离散频率点，基频及其谐波(nf1)上有值，各次谐波频率比为有理数。具有非周期性的离散频谱。 离散性：各次谐波在频率轴上取离散值，离散间隔为：?0=2?/T 收敛性：各次谐波分量随频率增加而衰减。 Cn是双边谱，正负频率的频谱幅度相加才是实际幅度。 FS的基本性质 1、线性性质，合成信号有共同的周期，符合线性叠加性质 2、时移性质 若 则 3、对称性质 包括频谱的对称性以及波形的对称性对频谱的影响 非周期信号可以看成是周期T 趋于无限大的周期信号 非周期信号的谱线间隔趋