信号分析与处理倒频等

《信号分析与处理倒频等》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章信号分析与处理3.1数据的数字化（A/D模数转换）3.2随机振动信号的幅域分析3.3随机振动信号的时域分析3.4随机振动信号的频域分析3.5倒频谱分析3.5其他频域分析方法简介机械故障诊断学AnhuiUniversityofTechnologyAnhuiUniversityofTechnology3.5倒频谱分析1.信号y(t)由x(t)和s(t)叠加而成，当两信号的能量分别集中在不同的频率区域里——采用信号预处理中的线性滤波方法或频域分析中功率谱分析：低通、高通等滤波。如有重叠，但统计特性不同，可采用窄带滤波，如

2、周期信号和宽带噪声的混合。2.当要提取的分量以一定的规律作周期性的重复，另一些分量是随时间变化的噪声——用时域平均方法或相关分析，有效地处理叠加信号的分解识别。如信号和白噪声的混合。回顾：信号分析方法选用：3.当信号不是线性叠加时，如两者为相乘或者卷积的时候，可以采用同态滤波方法，即现将信号转化为相加关系，再采用线性滤波。如倒谱很清晰地分析各频率成分4.倒频谱分析是二次频谱分析，包括功率倒频谱和复倒频谱，对具有同族谐频、异族谐频、多成分边频等复杂信号，找出功率谱上不易发现的问题非常有效。AnhuiUniversityof

3、Technology3.5倒频谱分析故障诊断中监测的信号一般不是源信号而是经过传递系统后的信号。那么测量信号和源信号的傅立叶变换的关系为，其中称为传递函数。在上面的关系中，即使得出频谱图，源信号和测量的输出信号之间的关系仍难以判断，因此做变换：此时输出信号和源信号直接就是一种相加的关系，很容易从频谱图中识别出来。AnhuiUniversityofTechnology3.5倒频谱分析时域信号y(t)=x(t)*h(t)频域功率谱付氏正变换已知信号y(t)的频谱为Y(f)功率谱为功率倒频谱为对数功率谱对数运算傅立叶逆变换功率

4、倒频谱倒频谱分量倒频谱分解傅立叶正变换指数运算频域分量传递函数幅值式中τ为倒频率（频率的倒数）单位ms应用：提取和识别感兴趣的信号分量；解卷积。AnhuiUniversityofTechnology3.5倒频谱分析lgGx(f)是源信号的谱，lgGt(f)是传递函数的谱。上述信号不是很明显，做幅值倒频谱，得图b，分别在q1和q2处得到两个明显的信号，q2为源信号，q1为系统响应获得的信号。AnhuiUniversityofTechnology3.６其他频域分析方法简介一、双通道频域分析——两个时间波形的频谱分析互功率谱密

5、度函数在频域中研究两个信号之间的关系应用：１.故障信息的传递特性（频响函数）的研究当系统的输入（激励）为x(t),输出为y(t)，两信号间的互谱密度为，　　则该系统的传递函数（为2.查找故障源对转子系统，如果转子一端某个异常频率下的值较高，而在互功率谱图上该频率下并无明显峰值，则表明问题出在异常频带幅值较高的一端，与转子的另一端关系不大。AnhuiUniversityofTechnology3.６其他频域分析方法简介二、特征频率抽取方法一个频谱曲线是由若干条谱线组成，观察这些谱线来寻找诊断信息。显然，谱线数量太多，各个谱

6、线所起作用不同，不便于分析，利用信号的频谱抽取对诊断用处较大的特征值是很常用的方法。频率抽取方法有：峰值频率及其谱值（只取谱图上形成峰值的频率及其谱值）；设定若干频率窗（在某些频率段设立若干频率窗，以窗口平均高度或面积作为特征值）；谐波分析（以某个频率为基波，求它的高次谐波频率功率与基波功率之比）；功率谱密度函数的统计矩（零次、二次、四次　　　　　　　等）作为特征值等。AnhuiUniversityofTechnology3.６其他频域分析方法简介三、频率细化技术随着科学技术的发展，对信号分析与处理提出了更高的要求，除了

7、要快速实时外，对频率分辨率的要求也越来越高。细化技术就是一种局部放大，用以增加某些有限部分（赶兴趣的频段）上的分辨能力的方法，比如复调制法、Chrip-Z变换、相位补偿Zoom-FFT等。一般的FFT分析是一种基带的分析方法，在整个分析带宽内，频率是等分辨率的。式中采样点数一般是固定的（如512、1024、2048），要提高频率分辨率（即减小Δf），就要加大采样间隔Δt（降低采样频率），这样将缩短分析频带，加大了采样长度，且频率细化不是要全频段细化，所以上述方法是不适用的。AnhuiUniversityofTechnol

8、ogy3.６其他频域分析方法简介根据付氏变换性质知，对时域信号作变换时，在频谱上产生　　的频移，即将任选频段的中心频率移至原点处，然后再按基带的分析方法，即可获得细化频谱，这就是复调制细化（HR-FA）方法的原理。对　　　　以　　　　　　　　　进行复调制，　　为所感兴趣的频率中心，得到序列　　　，　再进行FFT。An