1.1基本术语
动态参数imdvd:结构振动的位移、速度、加速度;冲击的加速度;噪声的声压等(随时间变化)。
动态测试:由传感器测得这些非电物理量并转变为电信号,然后经过信号放大、滤波等适调环节,对信号作适当调节,对测试结果进行显示、记录的过程。
模拟信号:工程中的动态物理量都是随时间变化的,相应的连续时间信号称为模拟信号。
数字信号:由模拟信号转换得到的离散数字序列。其特点是便于存储、处理。
数字信号是模拟信号在一定条件下的近似表示。
数据采集:将连续时间信号转变为离散数字信号的过程称为数据采集。
数据采集的方法:采样、量化—模数转换(A/D转换)
A/D转换产生的问题:频率混迭(偏度误差)、信号噪声比(随机误差)。
解决或减小误差的方法:抗混滤波、充分利用A/D转换器的动态范围。
信噪比(SNR):信号功率与噪声功率之比。用来衡量量化误差的大小,可作为反映量化过程的主要精度指标。
动态范围(DR):可测试的最大信号与分辨率之比,通常用分贝(dB)表示。
丁二烯橡胶A/D转换器的动态范围DR与A/D转换位数N两国集团的关系:;
如N=12,DR≈72 dB
频响函数测试分类:按激振力性质的不同,频响函数测试可分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类。其中随机测试又有纯随机、伪随机、周期随机之分。瞬态测试则有快速正弦扫描、脉冲激励和阶跃(张驰)激励等几种方式。
脉冲激励可分为单点敲击多点测量和多点敲击单点测量两种。前者是求出频响函数矩阵中的某一列,后者是求出频响函数矩阵中的某一行。根据频响函数矩阵的对称性,其分析完全相同。
1.2 信号分析
从观测领域的不同,对信号特征进行分析的方法主要有三种:幅值域、时(间)域、频(率)域。
(1) 幅值域分析:有效值、峰值、平均值、方差(对随机信号 均值、方差,概率密度和概率分布函数)。
峰值:动态信号时间历程中瞬时绝对值的最大值
对简谐信号来讲,用峰值描述是恰当的,,山东高速公路网。
平均值: 总体平均值
样本平均值,总体均值的估计
对离散数字序列: 总体均值
样本均值,总体均值的估计
N为样本长度(采样点数)
均值反映信号中心位置和变化的平均水平。均值和峰值不能反映信号在中心位置上
下波动的情况。
方差:
总体方差
样本方差
对离散数字信号序列:
总体方差
样本方差
方差反映了信号在中心位置上的波动程度。
有效值(均方根值):
总体有效值
样本有效值
对离散数据序列
总体有效值
样本有效值
均方值(有效值的平方)反映了信号动态与静态总的平均能量水平。
(2)时域分析:相关函数分析
相关:是指变量之间的线性关系。
自相关函数
信号的自相关函数是描述一个时刻与另一个时刻的取值之间的依赖关系。
离散化计算公式:
式中: N — 采样点数
—采样时间间隔
n — 时延序列
自相关函数是以时延域τ为自变量的实值偶函数,可正可负,在取得最大值。 自相关函数与的均值清徐县教育局、方差之间的关系
工程中采用相关系数表示相关性:
表示和之间无相关性;表示和之间完全相关。。
自相关函数的应用
1判断原信号的性质
2检测混于随机噪声中的确定性信号
3的傅立叶变换可以求得信号的功率谱密度
互相关分析
互相关函数表示两个信号和之间依赖关系。
离散化计算公式:
式中:N — 采样点数
—采样时间间隔
n — 时延序列
互相关函数是以时延变量τ为自变量的实函数,可正可负,但在不一定取得最大值,也不一定是偶函数。
互相关函数与、、、之间的关系
工程中采用相关系数表示两个信号和的相关性:
表示和之间统计独立;表示和之间完全相关,表示和之间反向相关。
互相关函数的应用