机械工程测试资料大全（ppt 37页）.ppt

1、,MEASUREMENT INFORMATION SIGNAL ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING,机械工程测试信息信号分析,机械科学与工程学院 机械电子信息工程系 杜润生 李锡文 1,第一章 绪论,一、课程介绍 测试 具有试验性质的测量 工程测试 以工程中物理量为研究对象的测试 信息 事物运动的状态和方式 信号 信息的载体 信号分析 研究信号的构成和特征,机械工程测试 信息 信号分析,*以信息为核心，研究工程中信息的获取。 *信息理论是课程的理论基础。 *工程中信息的获取、传输、转换、分析、变换、处理、显示及应用为课程的主要研究内容。,教材 1 卢文祥，杜润

2、生 .机械工程测试 信息 信号分析（第二版），武汉：华中科技大学出版社，1999. 2 卢文祥，杜润生 .机械工程测试 信息 信号分析习题例解， 武汉:华中科技大学教材科,2003.,内容安排 （一）信息论基础 第三章 第四章 51 61 （二）信号分析 第二章 52 53 62 65 第七章 第八章 （三）信号分析设备 第十一章 （四）机械工程中的信号分析技术 第十二章,二、工程测试方法 测试对象的特征 动态 被测量是时间 t 的函数 f (t ) 测试方法 非电量电测法,信源,传感器,传输变换,信号分析,应用,力 压力传感器 传递信号 提取信息 控制 声音 话筒 电压 时域 温度 热电阻

3、电阻 频域 位移 涡流传感器 电流 幅值域 速度 磁电传感器 电感 加速度 压电传感器 电荷,电机振动测量及频谱分析,加工过程监测,密歇根大学数字化工厂,切削力传感器， 加工噪声传感， 超声波测距传感器， 红外接近开关传感器。,三、参考资料 TP 14 信息、信号类 TN 911 信号系统类 四、相关的数学知识 1. 积分变换 2. 概率论与数理统计 3. 随机过程 五、联系地址及电话 东三楼 219 室 87543671,第二章 信号分析的基础,2-1 信号的分类 一、信号的表述 1. 定义: 传输信息的载体称为信号 2. 信号的表达方式 单个或多个独立变量的函数 函数的图象称为波形 x(t

4、)=cos t x(n)=cos(2n/12),信号波形：被测信号幅度随时间的变化历程称为信号的波形。,x(t)=cos t x(n)=cos(2n/12),波形,信号波形图,信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。,绘制波形,二、信号的分类 1. 按能否用明确的数学关系式描述分类 确定性信号 非确定性信号 2. 按信号的功率和能量是否有限分类 功率信号 能量信号 3. 按函数的自变量存在范围分类 时限信号 频限信号 物理可实现信号 4. 按自变量是否连续分类 连续信号 离散信号,周期信号 经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件： x (t)

5、x (t 十nT) ， T周期，T2/, 基频; n0，土l，. 例如，机械系统中，回转体不平衡引起的振动，往往是一种周期性运动 正,余弦周期 复杂周期,简单周期信号,复杂周期信号,周期信号,非周期信号 ,瞬变非周期信号 非周期信号往往具有瞬变性,瞬态信号:持续时间有限的信号， 如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t),准周期信号,组成信号的各频率相互间不是公倍关系,噪声信号(平稳),非确定性信号,集平均,平稳随机过程,各态历经过程,定义：若一个平稳随机过程的集平均等于任一子集的时间平均值，则称为各态历经过程平稳随机过程。,能量信号 在所分析的区间（-，），能量为有限值的信号

6、称为能量信号，满足条件：,一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。,功率信号 在所分析的区间（-，），能量不是有限值此时，研究信号的平均功率更为合适。,一般持续时间无限的信号都属于功率信号:,时域有限信号 在时间段 (t1，t2)内有定义，其外恒等于零,频域有限信号 在频率区间(f1，f2 )内有定义，其外恒等于零,连续时间信号:在所有时间点上有定义,离散时间信号:在若干时间点上有定义,物理可实现信号与物理不可实现信号,物理可实现信号：又称为单边信号，满足条件： t0时，x(t) = 0， 即在时刻小于零的一侧全为零。,b) 物理不可实现信号：在事件发生前(t0)就预制知信号。,a)函数: 是一个理想函数，是物理不可实现信号。,三、信号分析中常用的函数,1）乘积特性（抽样）,2）积分特性（筛选）,3）卷积特性,特性：,4）拉氏变换,5）傅氏变换,b) sinc 函数,性质： 偶函数； 闸门(或抽样)函数； 滤波函数； 内插函数。,c) 复指数函数,;