机械故障诊断学钟秉林第章动态系统特性的频谱分析.ppt

* * 倒谱分析也称为二次频谱分析，是检测复杂谱图中周期分量的有力工具 工程上实测的振动、噪声信号往往不是振源信号本身，而是振源/音源信号 经传递系统 到测点输出信号 。 四、倒谱 * * 第三十一页，共三十八页。 上式表明，时域中信号的卷积关系在倒谱上表现为信号迭加。 * * 第三十二页，共三十八页。 钢带速度的检测 * * 第三十三页，共三十八页。 地下管道泄漏的检测 漏损处K视为向两侧传播声响的声源,漏油的音响传至两传感器就有时差,在互相关图上时差处有最大值. * * 第三十四页，共三十八页。 发动机与司机座的振动相关性较差，而后桥与司机座振动互相关较大，即：司机座的振动主要由汽车后轮的振动引起的。 司机坐振动源分析 * * 第三十五页，共三十八页。 主管路上测点A的压力正常，分支管路的输出点B的压力异常，将A、B传感器的输出信号进行相关分析，便可以确定哪条途径对B点压力变化影响最大（各条途径的长度不同） 管路系统振动传递途径分析 * * 第三十六页，共三十八页。 汽车变速箱上加速度信号的功率谱图。图（a）是变速箱正常工作谱图，（b）为机器运行不正常时的谱图。可以看到图（b）比（a）增加了9.2Hz和18.4 Hz两个谱峰，这两个频率为设备故障的诊断提供了依据。 汽车变速箱振动频谱分析 * * 第三十七页，共三十八页。 内容总结 第4章 动态系统特性的频域分析。第4章 动态系统特性的频域分析。2022/10/24 星期一。积分变换（傅氏变换、拉氏变换）也是如此。一个周期为T0且满足狄利克雷（Dirichlet）条件的周期函数x(t)可以展开成如下的傅里叶级数（Fourier series）。周期方波信号的时域、频域（幅值、相位）描述。x(t)=Asin9t+ Asin[sqrt(31)t]。从上图可知，当矩形脉冲的重复周期愈大，。谱线愈靠近，即谱线间的间隔?0=2π/T0变小，。非周期信号频谱，而必须采用频谱密度的概念。定义Sx(f )为x(t)的自功率谱密度函数（自谱或自功率谱）。相干函数（凝聚函数）。37 第三十八页，共三十八页。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第4章 动态系统特性的频域分析 傅里叶变换 随机信号的功率谱 极大熵谱、 倒谱 * * 机械故障诊断理论与方法 第一页，共三十八页。 特征分析的目的： 去伪存真（研究特征量的变化规律） 去粗取精（选择对工况最敏感的特征量） 特征分析的手段： 时域 频域及其各种变换域 时频域 概述 * * 第二页，共三十八页。 在数学中，为了把较复杂的运算转化为较简单的运算，常常采取一种变换手段。 积分变换（傅氏变换、拉氏变换）也是如此。 * * 数量的乘积或商 对数的和或差 对数变换 原数量的乘积或商 反对数 第三页，共三十八页。 一、傅里叶级数及频谱 周期信号的傅里叶级数及幅值谱 傅里叶变换： * * 一个周期为T0且满足狄利克雷（Dirichlet）条件的周期函数x(t)可以展开成如下的傅里叶级数（Fourier series） 其中， 狄利克雷（Dirichlet）条件：①连续或只有有限个第一类间断点；②只有有限个极值点。 第四页，共三十八页。 常 值 分 量： 余弦分量幅值： 正弦分量幅值： * * 重 复 频 率： 第五页，共三十八页。 （例题）方波信号 … … T0 T0 T0 2 T0 2 0 t x(t) * * 第六页，共三十八页。 4A ? 4A 3? 4A 5? 0 ? A(?) ?0 3?0 5?0 0 ? ?0 3?0 5?0 ? (?) ?/2 幅值谱 相位谱 * * 第七页，共三十八页。 x(t) 0 t T0 * * 方波信号可以看成一系列频率 不等的正弦波叠加而成。 第八页，共三十八页。 周期方波信号的时域、频域（幅值、相位）描述 * * 第九页，共三十八页。 n = 0, ?1, ?2,… 其中，傅里叶级数系数： 傅立叶级数的复指数形式： 幅频谱图：|Fn| —— ? 实频谱图： FnR—— ? 虚频谱图： FnI —— ? 相频谱图： ?n —— ? * * 第十页，共三十八页。 非周期信号的傅里叶变换 非 周 期 信 号 准周期信号 信号中各简谐成分 的频率比为无理数 具有离散频谱 瞬变信号 在一定时间区间内 存在或随时间的增 长衰减至零 x(t) 0 t 准周期信号 x(t)=Asin9t+ Asin[sqrt(31)t] x(t) 0 t 瞬变信号 I x(t)=exp(-t)*sin? t 0 t x(t)