ppt機(jī)械故障診斷技術(shù)

1、機(jī)械故障診斷技術(shù)傅里葉變換時(shí)需要注意的問(wèn)題功率譜的分析及其應(yīng)用傅里葉變換時(shí)需要注意的問(wèn)題1.頻率混疊現(xiàn)象與采樣定理3.窗函數(shù)的選取2.信號(hào)截?cái)嘁鸬念l率泄漏及其誤差1.采樣定理與頻率混疊現(xiàn)象采樣定理采樣頻率必須高于信號(hào)成分中最高頻率的2倍。 即對(duì)連續(xù)信號(hào)采樣后得到的離散信號(hào)應(yīng)該保持原信號(hào)的主要特性，既沒(méi)有干擾，也不失真，這就涉及選擇合適的采樣頻率的問(wèn)題。采樣頻率過(guò)高，即采樣間隔t過(guò)小，意味著對(duì)一定時(shí)間長(zhǎng)度的波形抽取較多的離散數(shù)據(jù)，需要占據(jù)計(jì)算機(jī)較大的存儲(chǔ)空間以及較多的運(yùn)算時(shí)間，并且在對(duì)信號(hào)作相同點(diǎn)數(shù)傅里葉變換時(shí)，頻率分辨率會(huì)降低。采樣頻率過(guò)低，即采樣間隔t過(guò)大，則離散的時(shí)域信號(hào)可能不足以反應(yīng)原

2、來(lái)連續(xù)信號(hào)的波形特征。離散信號(hào)會(huì)發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象，有限頻率被漏掉，卻出現(xiàn)原來(lái)連續(xù)信號(hào)中沒(méi)有的低頻成分。max2 ffs采樣頻率sf連續(xù)信號(hào)最高頻率maxf1.采樣定理與頻率混疊現(xiàn)象減少或消除頻率混疊的方法1.提高信號(hào)的采樣頻率如果連續(xù)信號(hào)的頻率是有限的，它的最高頻率為 ，只要滿足采樣定理就可以避免混疊現(xiàn)象。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常采樣頻率的取值為信號(hào)最高有用頻率的3-4倍，以確保信號(hào)中高頻成分的完整性。maxf2.采用模擬低通濾波器濾除無(wú)用的高頻成分如果連續(xù)的模擬信號(hào)頻率范圍很寬，可以采用模擬低通濾波器將信號(hào)中不感興趣的高頻成分濾除，達(dá)到慢滿足采樣定理的要求，然后對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣。2.功率譜分析及其

3、應(yīng)用隨機(jī)信號(hào)的自功率譜函數(shù)是隨機(jī)信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換，為 ，)( fSx可以推出二隨機(jī)信號(hào)的自功率譜函數(shù)是隨機(jī)信號(hào)互相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換，為 ，)( fSxy可以推出定義（1） （2）（3） （4）功率譜分析及其應(yīng)用物理意義 在公式 （2）中令= 0 則（5）根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的定義，當(dāng)= 0時(shí)（6）即可得 （7）功率譜分析及其應(yīng)用物理意義 自譜的幾何圖形解釋功率譜分析及其應(yīng)用物理意義 圖（a）為原始的隨機(jī)信號(hào)x（t）；圖（b）是 函數(shù)的波形；圖（c）是函數(shù)的自相關(guān)函數(shù) ； 圖（d） 是 的傅里葉變換 ，即自譜函數(shù)圖。根據(jù)公式 Ttx2)(xxR)(xxR)( fSx（7）因此對(duì)于隨機(jī)信號(hào)而

4、言，他不存在頻譜，密度函數(shù)，只存在功率譜密度函數(shù)，這就是隨機(jī)信號(hào)的頻域描述的基本概念。功率譜分析的實(shí)現(xiàn) 功率譜的求法：（1）由定義先求隨機(jī)信號(hào)樣本的相關(guān)函數(shù)，再求其傅里葉變換功率譜密度函數(shù)。在處理時(shí)，以有限長(zhǎng)的樣本來(lái)做處理，所得的功率函數(shù)都是估計(jì)。（2）用時(shí)域信號(hào)x（t）做一系列運(yùn)算后得到自功率譜的估計(jì)。自譜分析儀原理方案圖（3）利用有限長(zhǎng)度隨機(jī)信號(hào)樣本的傅里葉變換求取自譜密度函數(shù)的估計(jì)。功率譜分析的應(yīng)用（1）作為工業(yè)設(shè)備狀況的分析和故障診斷的依據(jù)例：考慮一被噪聲污染的信號(hào)，很難看出它所包含的頻率分量，如一個(gè)50Hz和120Hz正弦信號(hào)構(gòu)成的信號(hào)，受零均值隨機(jī)噪聲的干擾，采樣頻率1000Hz。 t=0:0.001:0.6;X=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*120*t);y=X+1.5*randn(size(t);Y=fft(y,512);P=Y.*conj(Y)/512