工程信号分析基础.ppt

《工程信号分析基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、机械设备故障诊断技术---信号的时域分析、频域分析北京科技大学机械工程学院黎敏2021/9/20设备故障诊断技术三个阶段状态监测分析诊断决策处理信号采集、数据显示设备传感器分析处理、状态识别故障诊断、决策治理防治监护运行停机检修状态监测分析诊断决策处理巡回监测工程信号分析的意义在叶片上粘贴硬币，模拟工程实际中的不平衡现象转速n：单位时间内物体做圆周运动的圈数(r/min)转频f：每秒转过的圈数，f=n/60(r/s=Hz)工程信号分析的意义增加硬币重量，模拟更严重的不平衡现象时域和频域的幅值变大工程信号分析的意义将转速提高为原

2、来的2倍，120r/min时域中信号变得密集，频域中特征频率是原来的2倍工程信号分析的意义不平衡质量块加重时域信号幅值升高频域信号幅值升高增加转速时域信号更密集频域信号频域值改变，即转频改变工程信号分析的意义1.时域还可以关注哪些特征？2.复杂信号如何观察频域特征？时域：幅值？周期特性？频域：幅值？频率大小？Questions:工程信号分析基础信号的时域分析信号的波形分析概率分析信号的多段平均信号的相关分析信号的统计特征值信号的趋势分析信号的频域分析幅值谱功率谱倒频谱1.方法的原理？2.方法的作用？3.方法的适用性（注意事项）

3、？关注:信号的时域分析方法信号的波形分析概率分析信号的多段平均信号的相关分析信号的统计特征值信号的趋势分析工程信号分析基础信号的时域分析时域波形分析特点时域波形直观、易于理解包含的信息量大但不容易看出所包含信息与故障的联系应用对某些故障信号进行初步、定性的判断工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析时域波形分析实例旋转机械出现不平衡故障时，信号中有明显的以旋转频率为特征的周期成分(接近正弦波形)转轴发生不对中故障时，信号在一个周期内，旋转频率的2倍频成分明显加大（一周波动2次）转子发生碰

4、摩和偏载，时域信号中存在明显的削波和不对称的现象轴承/齿轮因故障产生冲击工程信号分析基础信号的时域分析Timevel,不平衡不对中碰摩&偏载vel冲击vel信号的时域分析方法信号的波形分析概率分析信号的多段平均信号的统计特征值信号的趋势分析信号的相关分析工程信号分析基础信号的时域分析观察波形特征，定性分析概率分析概率函数各态历经过程的样本函数x(t)的值落在x和(x+Δx)范围内的概率为：表示x(t)落在x和(x+Δx)范围内的总时间，T表示总的观察时间工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值

5、趋势分析概率分析概率函数各态历经过程的样本函数x(t)的值落在x和(x+Δx)范围内的概率为：表示x(t)落在x和(x+Δx)范围内的总时间，T表示总的观察时间工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析概率函数：受间隔区间影响概率分析概率密度函数概率密度函数的计算工程信号分析基础信号的时域分析概率函数区间范围概率密度函数：不受间隔区间大小的影响波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析不受所取幅值间隔大小的影响物理含义：表示概率相对于幅值的变化率，或单位幅值的概率，有密度的概念量纲为1

6、/(∆x)概率分析工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析信号最大值信号最小值求信号幅值落在每个小区间内的次数概率分析p(x)不受所取幅值间隔大小的影响物理含义：表示概率相对幅值的变化率，或单位幅值的概率，有密度的概念量纲为1/(dx)工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析概率分析工程信号分析基础信号的时域分析几种典型信号的概率密度函数Sin信号白噪声混合信号波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析轴承故障分析概率分析工程信号分析基础信号的

7、时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析正常状态外圈故障正态分布的基本概念概率分析工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析正态分布关于均值u对称，在此处取得最大值方差σ代表了概率分布的离散程度，σ越小，越靠近均值均值方差轴承故障分析概率分析工程信号分析基础信号的时域分析波形分析概率分析多段平均相关分析特征值趋势分析正常状态外圈故障利用均值和方差来定量评价：方差越小，说明离均值越近，存在故障的可能性就越大反之，设备正常概率分析的matlab应用工程信号分析基础信号的时域分析

8、Dx=linspace(xmin,xmax,n);%将幅值区间分成n个等分点Num=hist(x,Dx);%分别计算落入各个幅值区间内的点数bar(Dx,Num);%画出柱状概率密度分布std(x);%计算标准差；var(x)；%计算方差最小幅值最大幅值每个间隔的宽度为：mi