测试技术-第5讲-信号的分析与处理

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1、第4讲信号的分析与处理机械工程测试与控制技术BSignalanalysisandprocessing（讲义第7章）1信号的时域分析Signalanalysisintime-domain第5讲信号的分析与处理2信号的相关分析Correlationanalysis3信号的频域分析胡建中SignalanalysisinFrequency-domainEmail:hjz@seu.edu.cn4数字信号处理基础DigitalsignalprocessingWeb:www.rccmfd.com12东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，0

2、25-83792220第4讲信号的分析与处理第4讲信号的分析与处理信号分析和信号处理的目的信号分析和信号处理是密切相关的，二者并没有明确的界限1）剔除信号中的噪声和干扰，即提高信噪比本章重点讨论频域分析2）消除测量系统的误差，修正畸变的波形信号分析和处理的方法主要有模拟分析方法和数字处理3）强化、突出有用信息，削弱无用部分分析方法4）将信号加工、处理、变换，以便更容易识别和分数字信号处理可以在专用计算机上进行，也可以在通用析信号的特征，解释被测对象所表现的各种物理现象计算机上实现34东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，02

3、5-83792220第4讲信号的分析与处理第4讲信号的分析与处理信号处理方法分析问题的方法应根据所要解决的问题确定¢时域分析时域、峰峰值、均方值、峭度、相关分析、包络等¢频域分析幅值谱、倒谱（边频带）、互谱等¢时频域分析Wigner-wille分布、小波分析等56东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-837922201第4讲信号的分析与处理第4讲信号的分析与处理78东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220第4讲信号的分析与处理第4讲信号的分析

4、与处理910东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220信号的时域分析1信号的时域分析（Signalanalysisintime-domain）离散信号的均方值(meansquare)ψ2x1.1特征值分析1N22ψx=lim∑xnN→∞Nn=1V离散时间序列统计参数信号的均方根值(rootofmeansquare)，即有效值RMS离散信号的均值(mean)μx21Nxrms=ψxμx=lim∑xnN－离散点数N→∞Nn=12离散信号的方差(variance)σx离散信号的绝对平均值(absolutemea

5、n)μx1n22Nσx=lim∑[xn−μx]1N→∞Nμx=lim∑xnn=1N→∞Nn=11112东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-837922202信号的时域分析信号的时域分析案例：旅游索道钢缆检测信号类型识别Pp-p超门限报警峰峰值(Peak-peakvalue)超门限报警1314东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220信号的时域分析信号的时域分析V特征值分析的应用对于大型旋转机器的机械振动常用振动烈度（振动速度的真有效值）大小予

6、以评定1516东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220信号的时域分析信号的时域分析旋转机械振动标准1.2概率密度(probabilitydensity)函数分析ISO2372、ISO2373对旋转机械允许的振动级别规定如下表所示x2P(x)=∫p(x)dx回转机械允许的振动级别（mm/s）x1限值正弦信号正常限偏高限警告限停车限设备级别小型机械0.28～0.711.804.507.10～71.0正弦加随机噪声中型机械0.28～1.122.807.1011.2～71.0大型机械0.28～1.804.501

7、1.218.0～71.0窄带随机信号特大型机械0.28～2.807.1018.028.0～71.0对于电力（例如电厂）设备，常常用峰峰值作为评定标准宽带随机信号例如发电设备中齿轮箱轴瓦振动的允许值为45um1718东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-83792220东南大学设备监控与故障诊断研究所，025-837922203信号的时域分析信号的时域分析V正弦信号V正态分布随机信号的概率密度函数x=Asinωt正态分布又叫高斯分布，是概率密度函数中最重要的一dxdx种分布dt==Aωco