2工程信號分析基礎-資料下載頁
2025-03-04 23:09本頁面
【正文】 信號的時域分析方法 ? 信號的波形分析 ? 概率分析 ? 信號的多段平均 ? 信號的相關分析 ? 信號的統(tǒng)計特征值 ? 信號的趨勢分析 工程信號分析基礎 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 落入某區(qū)間內(nèi)累積量，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 直線擬合，定量計算 工程信號分析基礎 ? 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 ? 信號的統(tǒng)計特征值 ? 信號的趨勢分析 ? 信號的相關分析 ? 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 ? 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蝕會引起周期性的沖擊，信號中會有相應的頻率成分出現(xiàn) ? 旋轉(zhuǎn)機械發(fā)生不平衡故障時，振動信號中會有回轉(zhuǎn)頻率成分 ? 手段 ? 頻譜分析 ? 目的 ? 把復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 信號的頻域分析 信號的頻域分析 工程信號分析基礎 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 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 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 風機葉片數(shù) Z3=15 f6 =15x50/3 風機葉片通過頻率 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 ? 如上圖所示 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，它們可以互相補充。 工程信號分析基礎 信號的頻域分析 頻譜分析 ? ? ? ???????1000 2sin2cos21nnn tfnbtfnaatx ??幅值譜 工程信號分析基礎 信號的頻域分析 正弦信號 軸承外圈故障信號 幅值譜是雙邊對稱譜，取 單邊譜 進行分析 幅值譜的 matlab應用 工程信號分析基礎 信號的頻域分析 %FFT 變換 FFT_result = abs(fft(x))*2/signallength。 %坐標轉(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 工程信號分析基礎 ? 信號的頻域分析 ? 幅值譜 ? 功率譜 ? 倒頻譜 ? 細化譜 ? 離散頻譜校正 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 信號的頻域分析 自功率譜分析 工程信號分析基礎 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 信號的頻域分析 ? 在研究頻譜的頻率成分時，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 信號的頻域分析 幅值譜 功率譜 自功率譜分析 ? 應用 2 某汽車變速箱正常工作時的功率譜與不正常工作時的功率譜如圖示。 工程信號分析基礎 信號的頻域分析 汽車變速箱 正常 工作的功率譜圖 汽車變速箱運行 不正常 的功率譜圖 從圖中可以看出：工作不正常時的功率譜圖比正常工作 時的功率譜圖多出幾個譜峰，為設備的故障診斷提供依據(jù)。 工程信號分析基礎 ? 信號的頻域分析 ? 幅值譜 ? 功率譜 ? 倒頻譜 ? 細化譜 ? 離散頻譜校正 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 演講完畢，謝謝觀看！
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