第九章_信号分析及其在测试中的应用VIP免费

24/12/251第九章信号分析及其在测试中的应用通过本章的学习，了解信号的分类，信号的时域、幅值域、频域分析及相关分析和谱密度，信号分析及其在振动测试中的应用。24/12/252第一节信号的分类信号是某一特定信息的载体。信号分析：研究信号的类别、构成和特征值信号处理:对测试所得信号经过必要的加工变换以获得所需信息的过程信号处理的目的:_分离信号和噪声，提高信噪比_从信号中提取有用的特征信号_修正测试系统的某些误差24/12/253第一节信号的分类按能否用明确的时间函数关系描述:信号确定性信号非确定性信号(随机信号)周期信号非周期信号(能用具体函数表达式或图表描述)(只能用概率统计方法描述)x(t)=x(t±Nt)式中：T——周期24/12/254确定性信号和随机信号01t)(1tf0t)(2tf20t)(3tf21（a）（b）（c）0t)(4tf0t)(5tf（d）（e）时域波形不确定,无确切数字表达式描述,不能准确预测未来24/12/255to2t11f(t)-1.521t2t3t4t-1根据信号定义域的特点，信号可分为：信号模拟信号：自变量连续变化的间隔内，信号数值连续离散信号（数字信号）：自变量在某些不连续数值时，输出信号才具有确定值tof1(t)=sin(¦Ðt)12to121-1-11f2(t)24/12/256周期信号和非周期信号t)(tf01234-2-1-31-1连续周期信号n)(nf012345671-31-121121......21-28-4离散周期信号24/12/257一、信号的均值μx均值是信号X（t）在整个时间坐标的积分平均，它表示信号中常值分量或直流分量。第二节信号的幅值描述24/12/258二、信号的方差σx2方差描述信号的波动范围，其正平方根叫标准差σ，是随机数据分析的重要参数。第二节信号的幅值描述24/12/25908年考题分析：计算图示最大值为A，周期为T0的锯齿波函数x（t）的均值μx与方差σx2。24/12/25102211)(10002000000AtTATdttTATdttxTTTTx124231]4[1]2[1])([1202202320200202202002000220020AtAtTAtTATdtAtTAtTATdtAtTATdttxTTTTTxx24/12/2511三、信号的均方值ΨX2均方值描述随机信号的强度，表示信号的平均功率。同一信号的均值、方差和均方值的相互关系是24/12/2512四、信号的概率密度函数随机信号的概率密度函数表示信号对指定幅值的取值机会，即指定幅值落在某一区间内的概率。第二节信号的幅值描述24/12/2513定义幅值概率密度函数24/12/2514典型信号的概率密度函数24/12/2515所谓“相关”，是用来表述两个信号(或一个信号不同时刻)之间的线性关系或相似程度，通过相关分析可发现信号中许多有规律的东西。对于确定性信号，两变量间的关系可用确定的函数关系来描述。两个随机变量（不确定性信号）之间就不同。但如果这两个变量之间具有某种内涵的物理联系，那么，通过大量统计就能发现它们之间存在着某种可确定的物理关系。第三节信号的相关描述24/12/2516第三节信号的相关描述信号的相关描述又称信号的时差描述。其特点是在广义积分平均时，将信号作恰当的时延τ，从而反映信号取值的大小及先后的影响。24/12/2517一、信号的自相关函数Rx(τ)x(t)是各态历经随机过程的一个样本记录，x(t+τ)是x(t)时移τ后的样本。24/12/2518自相关函数的性质：（1）当时延τ=0时，信号的自相关函数就是信号的均方值。即Rx(0)=ΨX2dttxtxTRTTX0)()(1lim)(24/12/2519（2）即在τ=0处取峰值（3）自相关函数是偶函数，即Rx(τ)=Rx(-τ)（4）周期函数的自相关函数必呈周期性，随机信号的自相关函数随│τ│值增大趋于零。自相关函数描述了信号现在值与未来值之间的依赖关系，同时也反映了信号变化的剧烈程度。)()0(RR24/12/252024/12/252124/12/2522自相关函数的应用自相关函数可用来检测淹没在随机信号中的周期分量。(均值为零的纯随机信号其自相关函数当自变量很大时很快衰减为零)24/12/2523机械加工表面粗糙度的自相关分析电感式轮廓仪测量工件表面粗糙度。金刚石触头将工件表面的凸凹不平度，通过电感式传感器转换为时间域信号（图a），再经过相关分析得到自相关图形（图b）。可以看出，这是一种随机信号中混杂着周期信号的波形，随机信号在原点处有较大相关性，随τ值增大...