機械工程測試資料大全（ppt 37頁）.ppt

1、,MEASUREMENT INFORMATION SIGNAL ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING,機械工程測試信息信號分析,機械科學(xué)與工程學(xué)院 機械電子信息工程系 杜潤生 李錫文 1,第一章 緒論,一、課程介紹 測試 具有試驗性質(zhì)的測量 工程測試 以工程中物理量為研究對象的測試 信息 事物運動的狀態(tài)和方式 信號 信息的載體 信號分析 研究信號的構(gòu)成和特征,機械工程測試 信息 信號分析,*以信息為核心，研究工程中信息的獲取。 *信息理論是課程的理論基礎(chǔ)。 *工程中信息的獲取、傳輸、轉(zhuǎn)換、分析、變換、處理、顯示及應(yīng)用為課程的主要研究內(nèi)容。,教材 1 盧文祥，杜潤

2、生 .機械工程測試 信息 信號分析（第二版），武漢：華中科技大學(xué)出版社，1999. 2 盧文祥，杜潤生 .機械工程測試 信息 信號分析習(xí)題例解， 武漢:華中科技大學(xué)教材科,2003.,內(nèi)容安排 （一）信息論基礎(chǔ) 第三章 第四章 51 61 （二）信號分析 第二章 52 53 62 65 第七章 第八章 （三）信號分析設(shè)備 第十一章 （四）機械工程中的信號分析技術(shù) 第十二章,二、工程測試方法 測試對象的特征 動態(tài) 被測量是時間 t 的函數(shù) f (t ) 測試方法 非電量電測法,信源,傳感器,傳輸變換,信號分析,應(yīng)用,力 壓力傳感器 傳遞信號 提取信息 控制 聲音 話筒 電壓 時域 溫度 熱電阻

3、電阻 頻域 位移 渦流傳感器 電流 幅值域 速度 磁電傳感器 電感 加速度 壓電傳感器 電荷,電機振動測量及頻譜分析,加工過程監(jiān)測,密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠,切削力傳感器， 加工噪聲傳感， 超聲波測距傳感器， 紅外接近開關(guān)傳感器。,三、參考資料 TP 14 信息、信號類 TN 911 信號系統(tǒng)類 四、相關(guān)的數(shù)學(xué)知識 1. 積分變換 2. 概率論與數(shù)理統(tǒng)計 3. 隨機過程 五、聯(lián)系地址及電話 東三樓 219 室 87543671,第二章 信號分析的基礎(chǔ),2-1 信號的分類 一、信號的表述 1. 定義: 傳輸信息的載體稱為信號 2. 信號的表達(dá)方式 單個或多個獨立變量的函數(shù) 函數(shù)的圖象稱為波形 x(t

4、)=cos t x(n)=cos(2n/12),信號波形：被測信號幅度隨時間的變化歷程稱為信號的波形。,x(t)=cos t x(n)=cos(2n/12),波形,信號波形圖,信號波形圖：用被測物理量的強度作為縱坐標(biāo)，用時間做橫坐標(biāo)，記錄被測物理量隨時間的變化情況。,繪制波形,二、信號的分類 1. 按能否用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述分類 確定性信號 非確定性信號 2. 按信號的功率和能量是否有限分類 功率信號 能量信號 3. 按函數(shù)的自變量存在范圍分類 時限信號 頻限信號 物理可實現(xiàn)信號 4. 按自變量是否連續(xù)分類 連續(xù)信號 離散信號,周期信號 經(jīng)過一定時間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號，滿足條件： x (t)

5、x (t 十nT) ， T周期，T2/, 基頻; n0，土l，. 例如，機械系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)體不平衡引起的振動，往往是一種周期性運動 正,余弦周期 復(fù)雜周期,簡單周期信號,復(fù)雜周期信號,周期信號,非周期信號 ,瞬變非周期信號 非周期信號往往具有瞬變性,瞬態(tài)信號:持續(xù)時間有限的信號， 如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t),準(zhǔn)周期信號,組成信號的各頻率相互間不是公倍關(guān)系,噪聲信號(平穩(wěn)),非確定性信號,集平均,平穩(wěn)隨機過程,各態(tài)歷經(jīng)過程,定義：若一個平穩(wěn)隨機過程的集平均等于任一子集的時間平均值，則稱為各態(tài)歷經(jīng)過程平穩(wěn)隨機過程。,能量信號 在所分析的區(qū)間（-，），能量為有限值的信號

6、稱為能量信號，滿足條件：,一般持續(xù)時間有限的瞬態(tài)信號是能量信號。,功率信號 在所分析的區(qū)間（-，），能量不是有限值此時，研究信號的平均功率更為合適。,一般持續(xù)時間無限的信號都屬于功率信號:,時域有限信號 在時間段 (t1，t2)內(nèi)有定義，其外恒等于零,頻域有限信號 在頻率區(qū)間(f1，f2 )內(nèi)有定義，其外恒等于零,連續(xù)時間信號:在所有時間點上有定義,離散時間信號:在若干時間點上有定義,物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號,物理可實現(xiàn)信號：又稱為單邊信號，滿足條件： t0時，x(t) = 0， 即在時刻小于零的一側(cè)全為零。,b) 物理不可實現(xiàn)信號：在事件發(fā)生前(t0)就預(yù)制知信號。,a)函數(shù): 是一個理想函數(shù)，是物理不可實現(xiàn)信號。,三、信號分析中常用的函數(shù),1）乘積特性（抽樣）,2）積分特性（篩選）,3）卷積特性,特性：,4）拉氏變換,5）傅氏變換,b) sinc 函數(shù),性質(zhì)： 偶函數(shù)； 閘門(或抽樣)函數(shù)； 濾波函數(shù)； 內(nèi)插函數(shù)。,c) 復(fù)指數(shù)函數(shù),;