振动信号处理方法综述

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1、第34卷第8期仪器仪表学报Vol.34No.82013年8月ChineseJournalofScientificInstrumentAug．2013*振动信号处理方法综述112李舜酩，郭海东，李殿荣(1．南京航空航天大学能源与动力学院南京210016;2．潍坊小型拖拉机有限公司潍坊261000)摘要:振动信号处理方法一直以来是研究的热点，对设备振动监测和故障诊断都至关重要。近年来，振动信号的处理方法得到了快速发展，但仍需不断改进和完善。对近年来的文献进行了分类总结，分别对传统方法中的幅值域分析法、傅里叶变换、相

2、关分析和现代方法中的Wigner-Ville分布、谱分析、小波分析、盲源分离、Hilbert-Huang变换及高阶统计量分析的发展、特点以及应用进行了概述和对比分析，最后作出了总结与展望。关键词:振动信号;处理方法;传统方法;现代方法中图分类号:V231．92文献标识码:A国家标准学科分类代码:590．25Ｒeviewofvibrationsignalprocessingmethods112LiShunming，GuoHaidong，LiDianrong(1．CollegeofEnergyandPowerEng

3、ineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China;2．WeifangXiaotuoTractorCo．，Ltd，Weifang261000，China)Abstract:Vibrationsignalprocessingmethodhasbeenanactiveresearchtopicallthetime，andtheequipmentvibra-tionmonitoringandfaultdiagnosisa

4、recrucial．Thoughthevibrationsignalprocessingmethodsdevelopedfastinre-centyears，theystillneedtobeimprovedandoptimized．Sometypicalapproachesreferringtorecentliteraturesareclassifiedandsummarizedinthispaper．Thedevelopments，featuresandapplicationsarepresentedand

5、discussedforamplitudedomainanalysis，Fouriertransform，correlationanalysisintraditionalmethods，andWigner-Villedistribu-tion，spectralanalysis，waveletanalysis，blindsourceseparation，Hilbert-Huangtransform，higherorderstatisticsanal-ysisinmodernmethods．Finally，wema

6、keaconclusionforthispaperandanoverviewismadetoguidethefuturede-velopmentinthisfield．Keywords:vibrationsignal;processingmethod;traditionalmethod;modernmethod结构体受到振动源的激励而产生振动信号，分为平稳振1引言动信号和非平稳振动信号。结构体的运动是绝对的(静止是相对的)，所以都具有一定的振动特性。任何结构都信号是信息的载体，为了从实际测量的振动信号中有其本身

7、的固有振动特性参数，当振动源的激励与结构提取各种特征信息，必须采取各种有效的振动信号处理的固有特性参数相同或接近时，会产生共振响应。结构方法进行分析，从而进行参数检测、质量评价、状态监测体的振动响应是各个频率特征信息的叠加。振动信号的和故障诊断等，因此振动信号的处理方法已成为科学研时域特征主要体现在振幅、周期、相位等特性上，其频域［1］究的热点之一。特征则主要表现在频率、能量信息中。振动信号是指由非静止结构体所产生的信号，尽管振动信号的处理方法很多，大致可分为2类:一类是与一般信号具有很多相同之处，但也具有其独

8、立特征。传统方法，典型的有幅值域分析法、傅里叶变换和相关分收稿日期:2012-11ＲeceivedDate:2012-11*基金项目:航空基础科学基金(2012ZD52054)资助项目1908仪器仪表学报第34卷析等。幅值域分析法是描述幅值随时间变化的时域分析2．2．2短时傅里叶变换(STFT)［3］方法，傅里叶变换和相关分析都是基于时域统计分析，一1946年，Gabor引入“窗口”概