开题报告-基于信号分析的系统状态判别方法设计.doc

毕业设计开题报告课题名称 基于信号分析的系统状态判别方法设计 学院(部) 信息工程学院 专 业 电子信息工程 班 级 学生姓名 学 号 长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称基于信号分析的系统状态判别方法设计课题来源学生姓名一 课题意义针对机械系统运行状态的研究是20世纪六七十年代逐渐发展起来的一门综合性、交叉性的新学科。它通过获得机械设备在静止或运行中的状态信息，并参考设备过去的运行经历，来获得设备的实时状况，并推断未来的趋势，从而确定必要的对应策略。自20世纪60年代以来，该技术技术得到迅速发展，并已应用到动力、电气等机电行业中。小波分析是近几年出现并得以应用和发展的一种时频信号分析方法。它具有时域和频域的局部化和可变时频窗的特点，用于分析非平稳信号比传统的方法更具有显著的优点。因为采集的机械运行中信号含有非稳态成分，所以用小波分析来处理可以获得更准确的诊断结果。二 国内外发展状况目前国内外学者的对于机械运行状态判别的一些方法的研究工作主要集中在以下几个方面:1）时域分析法时域分析法是状态判别技术发展最早的一种方法，在时域诊断中，提取信号特征的主要方法有相关分析和时序分析，普遍采用振动信号的基本数字特征及其概率分布特征进行诊断分析，如均值、有效值、峰值和无量纲因子判别方法等。时域同步平均法是最为常用的一种信号增强方法，通过对一维信号进行采样，并对多周期的信号进行同步平局，就可以得到时域同步平均信号。这种方法可以有效降低其他部件对于信号的影响，提高信噪比。 2）频域分析法频域分析方法是将时域波形经过FFT变换转换成频谱图，采用一维信号的频谱特征进行诊断分析，如特征频率、幅值、无量纲判别因子等，对机械的运行状态可以进行判别。常用的频谱图有全息谱、幅值谱、相位谱、功率谱等。细化和倒谱技术是频谱分析的常用手段。在对有关信号作频谱分析时必须有足够高的频率分辨率，通常采用细化谱分析技术可以提高分辨率。FFT-FS频谱细化方法在不增加采样点数的前提下，对感兴趣的频带进行细化，能够得到比较准确的频率值。3）时频分析法采用普通的频谱分析无法同时进行时频分析，找出信号的时域特征。而时频分析法既能够反映时域特征又能够反映频域特征，可以很好的描述一维信号特征的全貌，常用的时频分析方法有短时傅立叶变换、小波变换、小波包分析等。1946年，Gabor提出了窗口傅立叶变换概念，用一个在时间上可滑移的时窗进行傅立叶变换，从而实现了在时间域和频率域上都具有较好局部性的分析方法。小波分析的多尺度和对突变信号的探测能力，在处理非平稳信号上表现出极大的优越性，它克服了短时傅立叶变换分辨率不可变的缺陷，在时域和频域同时有良好的局部化性质，成为机械运行状态分析技术发展的热点。4）智能诊断计算机人工智能与诊断理论相结合形成了具有信息时代特色的智能诊断。当前机械运行状态判别领域中最常用的两类人工智能诊断系统是基于知识的专家系统和基于网络的智能诊断系统。三 本课题的研究内容、方法毕业设计综合所学的信号与系统、数字信号处理等课程知识，对机械运行中的信号进行分析研究。基本要求通过傅里叶，小波变换等频率分析工具，对含采集的机械运行信号进行处理，并给出判别结果。四 毕业设计进程安排：序号 设计各阶段名称 日期（教学周）1 查找相关资料 （第1到3周）2 计算公式的推导 （第4到6周）3 编程并进行仿真 （第7到9周）4 撰写论文 （第10到12周）5 完善论文 （第13到16周）6 答辩 （第17到18周）五、主要参考资料1 迈耶.小波算子M.北京:世界图书出版公司.1994:78-98.2 杨福生.小波变换的工程分析与应用.北京M:科学出版社,1999.3 孙延奎.小波分析及其应用M.北京:机械工业出版社,2005.4 梁学章等.小波分析M.北京:国防工业出版社,2005:100-150. 指导教师意见及建议： 年 月 日注：1、课题来源分为：