【正文】 方法 （ 1）定義 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 是非偶函數(shù)，因此， 是一個復(fù)數(shù) )(?xyR )(?xyG典型的互譜密度函數(shù) 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 幾種常用的信號處理方法 )()(2)(?)()(1)(?**fYfXTfGfYfXTfSxyxy??互功率譜的估計 )()(1)(?)()(1)(?**kYkXNkGkYkXNkSxyxy?? 互功率譜估計同樣需要平均化處理。 )(* fX 為 的共軛函數(shù) )( fX機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 )()()( fSfHfS xxy ? 幾種常用的信號處理方法 （ 2）應(yīng)用 ——分析系統(tǒng)的幅、相頻特性 齒輪箱故障診斷 通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據(jù)機(jī)床轉(zhuǎn)速和傳動鏈，找出故障齒輪。 )()()(fSfSfHxxy?對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析 頻率響應(yīng)函數(shù) 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 幾種常用的信號處理方法 與時域互相關(guān)函數(shù)一樣，互譜密度函數(shù)可消除噪聲。 )()(39。)(39。)(39。)( 321 tntntntxty ????)()()(39。)()(39。)( fSfHfSfSRR xxxxyxxxy ???? ??)()(39。)(39。)(39。)( 321 ????? xnxnxnxxxy RRRRR ????機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 （ 3）相干 ? ?1,0)()()()(2 ??fSfSfSfyxxyxy?相干函數(shù) 類似時域相關(guān)系數(shù) ，用于評價系統(tǒng)輸入信號和輸出信號之間的因果性，即輸出信號的功率譜中有多少是輸入量所引起的響應(yīng)。 當(dāng)其值為 1，為完全相干，系統(tǒng)不受干擾且是線性的；當(dāng)其值為 0~1時，有三種可能性（ 1）測試有外界干擾；（ 2） y(t)是x(t)和其它輸入的綜合輸出；（ 3） y(t)和 x(t)是非線性關(guān)系。 2xy? 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 相干分析應(yīng)用： 船用柴油機(jī)潤滑油泵油管振動和壓力脈沖間的相干分析 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 三、同步平均 對混有隨機(jī)噪聲的周期信號（如旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試信號），取多段平均來降低噪聲的干擾。 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 四、統(tǒng)計濾波 當(dāng)時間趨于無窮大時，噪聲的自相關(guān)函數(shù)將趨于零，而周期信號的自相關(guān)函數(shù)為同頻率的周期信號。 因此，混有噪聲的信號作相關(guān)處理，當(dāng) τ很長 時，相關(guān)儀輸出消除噪聲的干擾。 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 五、數(shù)字濾波 幾種常用的信號處理方法 利用離散時間系統(tǒng)特性對輸入信號進(jìn)行加工處理，把輸入序列 x(n) 變換成一定的輸出序列 y(n)， 從而達(dá)到改變信號頻率構(gòu)成的目的。 x(n) h(n) y(n) =x(n)*h(n) 精度高，穩(wěn)定性好，系統(tǒng)函數(shù)易改變，靈活性高，不存在阻抗匹配問題，便于大規(guī)模集成，可實現(xiàn)多維濾波。 數(shù)字濾波的優(yōu)點： 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 數(shù)字濾波與模擬濾波 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 數(shù)字濾波器與模擬濾波器對比 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 數(shù)字濾波器的分類 1. 按照信號通過濾波器的頻率響應(yīng)特性分 2. 按照單位樣值響應(yīng) h(t)的時間特性分 （ 1）無限沖激響應(yīng)濾波器 （ Infinite Impulse Response, IIR） （ 2）無限沖激響應(yīng)濾波器 （ Finite Impulse Response, FIR） 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 IIR與 FIR濾波器 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 數(shù)字濾波器的硬件實現(xiàn) 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 數(shù)字濾波器的軟件實現(xiàn) )1()1()()( 110 ????? nyanxbnxbny例： 0)1(0)1(????yx)1()1()()( 110 ????? nyanxbnxbny1?? nn)]([, 110 nxabb輸入0?n 幾種常用的信號處理方法 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 一、維納濾波 如信號 s(n)與噪音 n(n)的頻帶基本不重疊，可直接進(jìn)行頻域濾波獲取信號，如兩者頻帶大致相同，則需要采用其它的線性濾波方法。 )()()( nnnsnx ??加法性組合： 維納濾波器頻響特性： )()()()( ????jnnjssjssjeReReReH??機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 維納濾波的缺點： 僅適合于一維平穩(wěn)隨機(jī)信號，且不能實時處理。 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 二、反濾波 用于消除信號 s(n)中的反射噪聲 p(n)。 )()()( )()()( zSzPzXnsnpnx ??? ，)()()()()()()()]()([)()()(zSzPzHzSzXzHnsnsnpnhnxnh???????機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 二、功時譜分析 卷積性組合 )()()( nnnsnx ??)]([In)]([In)()( nnnsnnns ??? ?? 對數(shù)功時譜的表達(dá)式： ? ? ? ? 21221 )]([l og])([l og)( fSFfXFqC xp ?? ??)]([ l o g)( 1 fSFqC xx ??幅值功時譜： q為倒頻率，表示頻譜圖上波動的快慢及諧頻的疏密程度。 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 提高測試數(shù)據(jù)信噪比的常用技術(shù)介紹 機(jī)械工程測試技術(shù) 湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 作 業(yè) P168~169： 71， 75