信号表述及其分析课件（精品）

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1、2、用滤波器去除如图所示的受到干扰的信号，如何选择滤波器呢？第二章信号描述及其分析问题：1、某一减速箱在工作时，发现容易发生振动，如何采取措施呢？3、如图所示两个等周期电压信号、哪个信号对系统的稳定性影响大呢？DIY1、设计一个计算机电子琴2、用计算机模仿同学的声音（用计算机声卡和麦克风对声音进行测量分析，给出不同音阶对应的频率）第二章信号描述及其分析2.1信号及分类2.2周期信号和离散频谱3.3傅立叶变换及非周期信号的频谱3.4数字信号处理信号分析：研究信号的构成和特征。信号处理：信号经过必要的变换获得所需信息的过程2.1信号及分

2、类确定性信号：能用确定的数学关系式描述的信号可知其过去，现在及将来的变化。非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号按信号的变化规律分一、确定性信号2.1信号及分类1、周期性信号一、确定性信号1〉表达式：其中，n=1,2,3,……参数：T--周期即：经过一定时间可以重复出现的信号a>简单周期信号：如正弦信号、其有单一的频率简单周期信号2.1信号及分类1、周期性信号一、确定性信号周期的确定:根据各频率值的最大公约数的倒数来确定。b>复杂的周期信号:是由频率比为有理数的不同频率的正弦号迭加而成.2.1信号及分类2、非周期性信号一、确定性信

3、号即：不会重复出现的信号1>准周期信号:由多个周期信号合成，但各信号频率不成公倍数。如：x(t)=sin(t)+sin(√2.t)2.1信号及分类1、非周期性信号一、确定性信号2>瞬变非周期即：持续时间有限的信号如：单边指数衰减信号2.1信号及分类二、随机信号即：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。噪声信号(平稳)统计特性变异噪声信号(非平稳)2.1信号及分类1、连续信号三、连续信号和离散信号即：独立变量（时间自变量t）的取值连续（在所有时间点上有定义）根据信号和时间变量是否连续2.1信号及分类

4、1、离散信号三、连续信号和离散信号即：独立变量（时间自变量t）的取值离散（在若干时间点上有定义）①采样信号：独立变量离散幅值连续②数字信号：独立变量离散幅值离散采样信号2.1信号及分类1、能量信号四、能量信号和功率信号在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件：一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。2.1信号及分类2、功率信号四、能量信号和功率信号一般持续时间无限的信号都属于功率信号:2.1信号及分类1、物理可实现信号五、物理可实现信号与物理不可实现信号：又称为单边信号，满足条件：t＜0时，x(t)=0，即

5、在时刻小于零的一侧全为零。2.1信号及分类2、物理不可实现信号：五、物理可实现信号与物理不可实现信号在事件发生前(t<0)就预制知信号。。2.1信号及分类六、信号分析中常用的函数a)函数:是一个理想函数，是物理不可实现信号。tS(t)tS(t)tS(t)1/2.1信号及分类六、信号分析中常用的函数a)函数:特性1）乘积特性（抽样）2）积分特性（筛选）3）卷积特性4）拉氏变换5）傅氏变换2.1信号及分类六、信号分析中常用的函数b)sinc函数波形性质：偶函数；闸门(或抽样)函数；滤波函数；内插函数。2.1信号及分类六、信号分析

6、中常用的函数c)复指数函数图示：频率放大;2.2周期信号与离散频谱时域描述：抽象为以时间为自变量表达函数。时域分析：求取信号幅值的特征参数以及信号波形在不同时刻的相似性和关联性信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。时域分析2.2周期信号与离散频谱应用：时域分析超门限报警信号类型识别基本参数识别Pp-p2.2周期信号与离散频谱缺点：时域分析时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。图例：受噪声干扰的多频率

7、成分信号2.2周期信号与离散频谱缺点：时域分析大型空气压缩机传动装置故障诊断2.2周期信号与离散频谱缺点：时域分析2.2周期信号与离散频谱频域分析信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。8563ASPECTRUMANALYZER9kHz-26.5GHz傅里叶变换X(t)=sin(2πft)0t0f2.2周期信号与离散频谱1、傅立叶级数的三角展开式一、傅立叶级数与周期信号的频谱任何一个满足狄里赫利条件的周期函数都可以进行付里叶级数分解，付里叶级数有两种形式:变形为

8、：注意：进行付里叶级数展开，应满足狄里赫利条件，即只有第一类间断点，有限个极值点2.2一、傅立叶级数与周期信号的频谱1、傅立叶级数的三角展开式式中:T――周期，T=2π/ω0；ω0――基波圆频率；f0=ω0/2π2.2一、傅立叶级数与