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[信息与通信]信号特征的分析
第二章 信号特征的分析
信号是信息的载体，信息是信号所载的内
容。有用的信息能够反映设备运行的状态和揭
示未来的运行趋势。
信号中的某些特征信息与设备故障有很强
的依赖关系，要提取这些有用的信号就需要信
号处理。信号特征提取的目的是为了去伪存真
以及去除（减少）噪声的干扰，提取反映设备
状态的有用的信息。
机械故障诊断学也属于信息技术的领域。
1
§2.1 信号分类
⎧ ⎧周期信号
⎪⎪确定性信号⎨⎪⎪非周期信号⎨⎧准周期信号
⎪ ⎩ ⎩瞬态信号
信号分类⎨⎪⎪随机信号⎨⎧⎪平稳的随机信号⎨⎧各态历经信号
⎩非各态历经信号
⎪⎩ ⎪⎩非平稳随机信号
2
3
对不同类型的信号，其处理、分析的方
法也是不同的。
这些分析方法有：
幅值域分析；
时域分析；
频域分析。
4
§2.2 幅值域分析
根据信号幅值大小的分布分析其特征。
5
波形的简单幅域特征：最大、最小值、均值、
均方根值等。
波形的基本幅域特征：幅值概率密度函数
PDF (Probability Density Function)
从PDF 可导出幅域特征参数
一、随机信号的幅值概率密度函数
幅值概率密度函数：信号幅值落在某一区域的
概率与区域长度之比（区域趋向无穷小）。
6
≤ +Δ Δt
p x x t x x
[ ( ) r ] 1 ∑ i
p x
( ) lim [limlim ]
Δ →x 0 Δx Δ →x 0 Δx →T ∞ T
1 T
[limlim ] x
Δ →x 0 Δx →T ∞ T
7
例：求x=sin(t) 的p(x)
例：求x=sin(t) 的p(x)
t=0:2*pi/50:2*pi;
t=0:2*pi/50:2*pi;
x=sin(t);
x=sin(t);
p=1./(sqrt(1-x.^2)*pi);
p=1./(sqrt(1-x.^2)*pi);
subplot(2,1,1)
subplot(2,1,1)
plot(t,x)
plot(t,x)
subplot(2,1,2)
subplot(2,1,2)
plot(x,p)
p
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