动态测试数据处理基本方法

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1、主要内容第一节　动态测试基本概念动态测试动态测试数据分类第二节　随机过程及其特征量随机过程基本概念随机过程的特征量第三节　随机过程特征量的实际估计平稳随机过程及其特征量各态历经随机过程及其特征量非平稳过程的随机函数第七章动态测试数据处理基本方法按被测物理量是否随时间变化而变化前面几章介绍了静态测量一个物理量时所得测量结果的分析及其数据处理方法。动态测试数据中，包含大量有关被测物理量及所用测量器具以及外界环境加入的干扰等方面的信息，正确分析和处理动态测试数据，就能得到很多反映客观事物规律的有用信息。一、测试技术静态测试动态测试被测量静止不变，仪器的输入量为常量,测量误差基

2、本相互独立被测量随时间或空间的变化而变化，仪器的输入量及测试结果（数据或信号）也随时间变化而变化,测量系统处于动态情况下,测量误差具有相关性动态测量误差的特点时空性；随机性；相关性；动态性表示物理现象或过程的任何数据，都可以分为二、动态测试数据的分类确定性随机性能用明确的数学关系式描述，可以准确确定任意瞬时值不能用明确的数学关系式描述，可以检测出这些数据，也可以得到随时间变化的记录数据，但不能预测未来任何瞬时的精确值，只能用概率统计的特征量来描述时域描述频域描述用数据幅值随时间变化的表达式、图形或数据表来表示动态测试数据的特征，横坐标为时间t反映频率结构（成分、构成），

3、进行频谱分析，研究其频率成分及各频率成分的强度，横坐标为频率f或ω确定性数据又可以分为正弦周期数据复杂周期数据随时间有规律地重复出现，可展开成傅里叶级数随时间不能有规律地重复出现，不可展开成傅里叶级数，通过傅里叶变换分析频率结构周期非周期单一频率成分，频谱为单一离散谱线由不同频率的正弦周期数据叠加而成，频率比为有理数，图形为由基波的整数倍波形叠加而成，离散频谱准周期数据瞬态数据由不同频率的正弦周期数据叠加而成，频率比不全为有理数，离散频谱其他数据，不能用离散频谱表示，通过傅里叶变换，其频谱（幅值谱、相位谱）为连续频谱，频率范围为无限确定性数据：能够用明确的数学关系式表达

4、周期数据①正弦周期数据②复杂周期数据0000非周期数据①准周期数据0（　　不全为有理数）②瞬态数据0随机性数据又可以分为统计特征量不随时间变化统计特征量随时间变化平稳随机过程非平稳随机过程各态历经随机过程非各态历经平稳随机过程凡是不能预测的噪声就统称为随机噪声(噪声)。随机信号和噪声统称为随机过程。动态测试数据的分类确定性数据动态测试数据随机过程数据周期数据非周期数据非平稳过程平稳过程正弦周期复杂周期准周期各态历经瞬态数据非各态历经三、几个基本概念1.随机变量2.随机函数重复测量一个不变的物理量，因被测量、测量仪器或测量条件的随机因素，造成所测得的一系列测量结果包含随机

5、误差（偶然误差），其中每次测量结果都是取得一个随机的，但是唯一的测量值，因而对应于某个具体瞬时的测量结果是一个随机变量。由于被测对象、测量仪器和测量条件中的随机误差，因而被测过程和一段时间的测量结果都是一个随机但是连续变化的函数，称为随机函数。被测量随机因素随机函数：若对于自变量的每一个给定值，该函数都是一个随机变量。设有n台性能完全相同的通信机，工作条件也都相同。用n部记录仪同时记录各部通信机的输出噪声波形。测试结果为：即使n足够的大，找不到两个完全相同的波形。通信机输出的噪声随时间的变化是不可预知的，是一个随机过程。这里的一次记录(图中的一个波形)就是一个实现，每个

6、实现都是一个确定的时间函数，而随机性就体现在出现哪一个实现是不确定的。在任一时刻上观察到的值是不确定的，是一个随机变量。存在一个由全部可能实现构成的总体，就是依赖于时间参数t的随机过程。设随机试验X的可能结果为x(t)，试验的样本空间S为xi(t)为第i个样本函数(称之为实现)，每次试验之后,x(t)取空间S中的某一样本函数，于是称此x(t)为随机函数。当t代表时间量时，称此x(t)为随机过程。当t代表空间量时，称x(t)为随机场。设x(t)表示一个随机过程（随机函数，t表示时间，是某段连续时间内的值），则在任意一个时刻t1上x(t1)是一个随机变量。（瞬时值）（1）视

7、x(t)为一个样本集合，则其为一组时间函数xi(t)的集合，（2）将x(t)视为一个样本(或实现)，则其为一个具体的时间函数，如x(t)＝x3(t)（3）若t＝t1时，则x(t)意味着一组随机变量的集合。随机过程或随机函数x(t)包含以下内容：的意义：3.随机过程理论研究随机性表现为一个过程的随机现象的学科，它是研究动态测量过程及其测量结果的理论依据，广泛应用于近代物理学、无线电、自动控制、空间技术等学科中。几何量、机械量测量过去都是以静态测量为主，随着生产过程的自动化，它们的动态测量日益增加。四、随机过程的特征量随机变量的特征量随机过程