机械工程测试信息信号分析1ppt

《机械工程测试信息信号分析1ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程测试信息信号分析1ppt（77页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、*1MEASUREMENTINFORMATION SIGNAL ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING 机械工程测试机械工程测试信息信息信号分析信号分析 机械科学与工程学院机械科学与工程学院 机械电子信息工程系机械电子信息工程系李锡文李锡文 轩建平轩建平 *2课件资料下载：邮箱地址： “机械工程测试机械工程测试”每个字拼音的第一个字母每个字拼音的第一个字母 密码：111111注意下载时不要删除原始文件 *3一、课程简介q名称：名称：机械工程测试机械工程测试 信息信息 信号分析信号分析 测试测试 具有试验性质的测量具有试验性质的测量 工程测试工程测试 工程中物理量为

2、研究对象的测试工程中物理量为研究对象的测试 机械工程测试机械工程测试 应用背景广泛的机械领域应用背景广泛的机械领域 信息信息 事物运动的状态和方式事物运动的状态和方式 信号信号 信息的载体信息的载体 信号分析信号分析 研究信号的构成和特征研究信号的构成和特征q以以信息信息为核心，研究工程中信息的获取。为核心，研究工程中信息的获取。q课程的课程的理论基础理论基础：信息理论信息理论。q主要研究内容：工程信息的主要研究内容：工程信息的获取、传输、转换、分获取、传输、转换、分析、变换、处理、显示及应用析、变换、处理、显示及应用。*4教材q教材教材 1 卢文祥，杜润生卢文祥，杜润生 .机械工程机械工程测

3、试测试 信息信息 信号分析（第二信号分析（第二版）版）.武汉：华中科技大学出版武汉：华中科技大学出版社，社，1999.8。 2 卢文祥，杜润生卢文祥，杜润生 .机械工程机械工程测试测试 信息信息 信号分析习题例信号分析习题例解解.华中科技大学教材科，华中科技大学教材科，2003。*5参考资料及相关数学知识q 参考资料参考资料TP 14 信息、信号类信息、信号类TN 911 信号系统类信号系统类q 相关的数学知识相关的数学知识1. 积分变换积分变换2. 概率论与数理统计概率论与数理统计3. 随机过程随机过程q 联系地址电话：联系地址电话：轩建平轩建平 新大楼新大楼B303 87557415 13

4、886035139李锡文李锡文 新大楼新大楼C306 87559004 18971072799*6内容安排（一）信息论基础（一）信息论基础 第三章第三章 第四章第四章 51 61（二）信号分析（二）信号分析 第二章第二章 52 53 62 65 第七章第七章 第八章第八章 第九章第九章 第十章第十章（三）信号分析设备（三）信号分析设备 第十一章第十一章（四）机械工程中的信号分析技术（四）机械工程中的信号分析技术 第十二章第十二章（五）实验（五）实验 Matlab MiniDRVI 何岭松教授何岭松教授q 专题：高阶统计分析；非线性、非平稳信号处理（时频、小专题：高阶统计分析；非线性、非平稳信号

5、处理（时频、小波分析、波分析、Hilbert-Huang变换）变换）q 测量控制实践：抗干扰、接地、传感器、调理、信号处理测量控制实践：抗干扰、接地、传感器、调理、信号处理*7考核评分标准q考核评分标准考核评分标准 平时成绩平时成绩 20% 作业作业 20% 实验实验 ？ 期末考试期末考试 60% 考试方式待定考试方式待定*8二、工程测试方法q测试对象的特征测试对象的特征 动态动态 被测量是时间被测量是时间 t 的函数的函数 f (t )q测试方法测试方法 非电量电测法非电量电测法信源信源被测对象被测对象力力声音声音温度温度位移位移速度速度加速度加速度应用应用被控对象被控对象控制控制控制算法控

6、制算法传感器传感器一次仪表一次仪表压力传感器压力传感器话筒话筒热电阻热电阻涡流传感器涡流传感器磁电传感器磁电传感器压电传感器压电传感器传输变换传输变换二次仪表二次仪表传递信号传递信号电压电压电阻电阻电流电流电感电感电荷电荷信号分析信号分析预处理及处理预处理及处理 提取信息提取信息 时域时域 频域频域幅值域幅值域高阶统计分析高阶统计分析非线性、非平稳非线性、非平稳*9例：电机振动测量及频谱分析*10图图 电动机在线识别电动机在线识别在某电动机生产线上，利用频谱诊断技术实现电动在某电动机生产线上，利用频谱诊断技术实现电动机在线自动识别、分类的过程。机在线自动识别、分类的过程。例：电机故障诊断*11

7、例：电机故障诊断实验步骤q具体检测步骤如下：具体检测步骤如下： （1）将装有微型加速度计的测头接触传送带上运）将装有微型加速度计的测头接触传送带上运送的电动机；送的电动机； （2）检测电动机的振动信号，经放大器后输入）检测电动机的振动信号，经放大器后输入FFT分析仪；分析仪； （3）将检测得的振动频谱与预先在分析仪中设定）将检测得的振动频谱与预先在分析仪中设定的判别谱进行比较；的判别谱进行比较； （4） 进行合格与否判断，输出判断信号。进行合格与否判断，输出判断信号。*12例：电机故障诊断实验结果q上图分别为典型合格品与废品的振动频谱。上图分别为典型合格品与废品的振动频谱。q图中可看出，废品的

8、频谱图中往往在某一频图中可看出，废品的频谱图中往往在某一频率有较大的幅值。率有较大的幅值。*13第二章 信号分析基础q主要内容主要内容 一、信号的概念一、信号的概念 二、信号的描述二、信号的描述 三、信号的分类三、信号的分类 四、信号处理的目的、步骤四、信号处理的目的、步骤 五、典型信号介绍五、典型信号介绍 六、信号的基本运算六、信号的基本运算 七、信号的分解七、信号的分解*14一、信号的概念 信号是反映（或载有）信息的各种物理量，信号是反映（或载有）信息的各种物理量，是系统直接进行加工、变换以实现通信的对是系统直接进行加工、变换以实现通信的对象。象。 信号是信息的表现形式，信息则是信号的具信

9、号是信息的表现形式，信息则是信号的具体体内容。传输信息的载体称为信号传输信息的载体称为信号q自然和物理信号自然和物理信号 例如：语音、图象、地震信号、生理信号等例如：语音、图象、地震信号、生理信号等 实例：实例：雨声、地震信号雨声、地震信号*15一、信号的概念q自然和物理信号自然和物理信号 例如：语音、图象、地震信号、例如：语音、图象、地震信号、生理信号生理信号等等 实例：人的心音实例：人的心音图图 正常心音时域波形图正常心音时域波形图图图 房室隔缺损病人心音时域波形图房室隔缺损病人心音时域波形图 *16一、信号的概念q人工产生的信号人工产生的信号 例如：雷达信号、通讯信号、医用超声信号、机械

10、探伤信例如：雷达信号、通讯信号、医用超声信号、机械探伤信号等号等 实例：实例：雷达信号、机械声音雷达信号、机械声音*17二、信号描述方法-数学q数学描述数学描述 使用具体的数学表达式，把信号描述为一个或若使用具体的数学表达式，把信号描述为一个或若干个自变量的函数或序列的形式。干个自变量的函数或序列的形式。)sin()(ttftttf)sin()()()(nuanxn*18信号描述方法-时域波形q波形描述波形描述 函数的图象称为波形函数的图象称为波形 用被测物理量的强度作为纵坐标作为纵坐标，用时间做横坐时间做横坐标标，记录被测物理量随时间的变化情况。横坐标横坐标为时间或整数。为时间或整数。0At

11、*19信号描述方法-波形绘制波形波形( )cosx tt( )cos(2/12)x nn*20信号描述方法-频谱图横坐标为频率：横坐标为频率：( (),),f f tF0cos tjF0sin () () () -0 -0 0 0 0 0 (-)*21信号描述方法-时频分析00.20.40.60.8102004006008001000050100150t / sf / HzPower Spectrum时间时间频率频率能量能量STFTSTFTT The instantaneous frequency increases linearly with time*22信号描述方法-时频分析1信号由三个