工程信號分析基礎(chǔ)-資料下載頁
2025-01-14 22:32本頁面
【正文】 信號分析基礎(chǔ) 信號的時域分析 整周期分段 /疊加 /平均，降噪 觀察波形特征，定性分析 兩個信號之間相似性，降噪 有量綱和無量綱，定量計算 最小二乘擬合，定量計算 幅值落入某區(qū)間內(nèi)的概率，定量分析 信號的時域分析方法 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的時域分析 方法名稱 方法原理 方法作用 注意事項(xiàng) 波形分析 觀察信號時域特征，削波，偏載，沖擊 初步判斷故障存在與否 受噪聲影響大 概率分析 落入小區(qū)間內(nèi)的次數(shù) 有參考信號情況下，判斷設(shè)備是否有故障 對信號長度有要求 多段時域平均 整周期分段 對應(yīng)點(diǎn)平均 降噪 只針對周期信號，需整周期截斷 相關(guān)分析 對應(yīng)點(diǎn)的相乘，加和，平均 提取周期成分 結(jié)果是對稱信號，只需分析大于 0部分 統(tǒng)計特征值 有量綱、無量綱 有參考信號情況下，判斷設(shè)備是否有故障 有量綱參數(shù)受工況影響較大，圖形化表示 趨勢分析 最小二乘曲線擬合 預(yù)測劣化趨勢 趨勢評價指標(biāo)的選擇，擬合方程是一階 or二階 工程信號分析基礎(chǔ) ? 信號的時域分析 ? 信號的波形分析 ? 概率分析 ? 信號的多段平均 ? 信號的相關(guān)分析 ? 信號的統(tǒng)計特征值 ? 信號的趨勢分析 ? 信號的頻域分析 ? 幅值譜 ? 功率譜 ? 倒頻譜 …… 信號的頻域分析 ? 特點(diǎn) ? 隨著故障的發(fā)生、發(fā)展，往往引起信號頻率結(jié)構(gòu)的變化 ? 滾動軸承滾道上的點(diǎn)蝕會引起周期性的沖擊，信號中會有相應(yīng)的頻率成分出現(xiàn) ? 旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)生不平衡故障時，振動信號中會有轉(zhuǎn)頻成分 ? 手段 ? 頻譜分析 ? 目的 ? 把復(fù)雜的時間歷程波形經(jīng)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)以及各諧波的幅值和相位信息。 ? 結(jié)果 ? 頻譜圖 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 信號的頻域分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 3000 rpm 1:3 5 blades f7 f6 f3 f4 f2 f1 f5 信號的頻域分析 50 100 1400 1500 1600 Hz 3000 rpm f f1 50 Hz 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 轉(zhuǎn)頻 f1 f2 2 x 50 Hz 軸不對中 f2 f3 =30 x 50 = 1500 Hz 1450 1550 1400 1600 齒輪嚙合頻率 f3 邊頻帶 邊頻帶 齒數(shù) Z1=30 信號的頻域分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 3000 rpm f4 =90 x 50/3 = 1500 Hz 50 100 1400 1500 1600 Hz f 齒輪嚙合頻率 f3 邊頻帶 邊頻帶 f5 1000 rpm = 50/3 Hz f5 風(fēng)機(jī)葉片數(shù) Z3=15 f6 =15x50/3 風(fēng)機(jī)葉片通過頻率 齒數(shù) Z2=90 齒數(shù) Z1=30 軸不對中 f2 轉(zhuǎn)頻 f1 50Hz 50Hz 幅值譜 ? 例 ? 針對平穩(wěn)信號，由傅里葉分析原理，該信號可以分解為許多諧波分量之和，可用下式表示： ? 將這些諧波分量投影到幅值 頻率坐標(biāo)平面，可以得到許多離散的分量，反映不同頻率分量的 幅值譜 。 ? 時域分析和頻域分析兩者反映同一信號的不同的側(cè)面，它們可以互相補(bǔ)充。 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 頻譜分析 幅值譜 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 幅值譜是雙邊對稱譜，取 單邊譜 進(jìn)行分析 幅值譜的 matlab應(yīng)用 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 %FFT 變換 fft_result = abs(fft(x))*2/signallength。 %坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 t = 0:1/sampleFreq:(signallength 1)/sampleFreq。 時間軸 Hz = sampleFreq*(1:signallength/21)/signallength。 赫茲軸 %畫圖 subplot(211) plot(t,x) 時域圖 subplot(212) plot(Hz,fft_result(1:signallength/21)) 頻域圖 X: 待分析的信號 Signallength：信號長度 sampleFreq： 采樣頻率 幅值譜的 matlab應(yīng)用 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 1 0 00100軸承故障信號時間 t/s幅值g0 2023 4000 6000 8000 10000 12023 140000123頻率 f / H z幅值 A/g坐標(biāo)橫軸為線性軸 10010110210310410500 . 511 . 522 . 5頻率 l o g f / H z幅值 A/g坐標(biāo)橫軸為 log軸 工程信號分析基礎(chǔ) ? 信號的頻域分析 ? 幅值譜 ? 功率譜 離散傅里葉變換，尋找故障頻率結(jié)構(gòu) 功率譜 ? 自功率譜分析 ? 互功率譜分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 自功率譜分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 (1) 幅值譜： |X ( f )| = {R(X ( f )| ) +I(X ( f )| ) } 2 2 1/2 (2) 功率譜： S ( f ) = |X(f)| x 2 ? 自功率譜 Sx(f) 與 幅值譜 X(f) 之間的關(guān)系 ? Sx(f) 反映信號的頻率結(jié)構(gòu)與信號幅值譜相似 ? Sx(f)反映信號幅值的平方 ，因此它反映的頻率結(jié)構(gòu)更為明顯 自功率譜分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 ? 在研究頻率成分時，利用自功率譜可以突出主要頻率成分，減弱干擾和噪聲。 ? 由于自功率譜的縱坐標(biāo)與幅值的平方成正比，使幅值譜中的高峰更突出，而小的峰變得更不明顯，所以使頻率結(jié)構(gòu)更清晰 . 振動信號 幅值譜 功率譜 ? 應(yīng)用 1 ? 滾動軸承外圈故障的診斷 自功率譜分析 工程信號分析基礎(chǔ) 信號的頻域分析 幅值譜 功率譜 ? 使得譜底更干凈 ? 能更好地選擇共振帶 工程信號分析基礎(chǔ) ? 信號的頻域分析 ? 幅值譜 ? 功率譜 離散傅里葉變換，尋找故障頻率結(jié)構(gòu) 幅值譜的平方，突出主要頻率成分 工程信號分析基礎(chǔ) ? 如何用好 Matlab？
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