检测监控中的信号分析与处理技术.pptVIP

1、实际滤波器的基本参数d实际滤波器的幅频特性如图所示实际滤波器d实际滤波器的主要参数：纹波幅度、截止频率、带宽、品质因数（Q值）、倍频程选择性。（1）纹波幅度滤波器顶部幅值波动量，称为纹波幅度。（2）截止频率频率特性值等于所对应的频率称为截止频率。 （3）带宽B和品质因数Q值上、下截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，因为：Q=fn/B倍频程选择性故称fc2－fc1为“负三分贝带宽”，标以B-3dB。通常把中心频率fn和带宽B之比称为带通滤波器的品质因数Q,即：所谓的倍频程选择性，是指在上截止频率fc2与2fc2之间，或在下截止频率fc1与0.5fc1之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量，以dB表示。滤波器因数λ滤波器选择性的另一种方法，是用滤波器幅频特性图上的横坐标值来定义的滤波器因数λ，其含义是滤波器幅频特性值为-60dB处的带宽B-60dB和-3dB处的带宽B-3dB比值。信号的数字化处理时域截断截断就是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数，实际是取有限长的信号，从数学处理上看，就是乘以时域的有限宽矩形窗函数。作卷积时窗函数频谱的旁瓣会引起皱波时域截断—泄露由于矩形窗函数的频谱是一个无限带宽的sinc函数。所以即使x(t)是带限信号，在截断后也仍然成为无限带宽的信号，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。时域内的间断，反映到频域，必然发生振荡现象；反之，频域内的间断，反映到时域，也同样发生振荡现象采用合适的窗函数来对所截取的时域信号进行加权处理。信号的数字化处理信号的数字化处理窗函数在信号处理中，窗函数是一种除在给定区间之外取值均为0的实函数。譬如：在给定区间内为常数而在区间外为0的窗函数被形象地称为矩形窗。任何函数与窗函数之积仍为窗函数，所以相乘的结果就像透过窗口“看”其他函数一样。信号的数字化处理栅栏效应与窗函数常用的窗函数采用不同形式的窗函数为了减少或抑制泄漏、矩形窗矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使函数通过了矩形窗。这种窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄露，甚至出现负谱现象。Ⅱ、三角窗三角窗与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣。三角窗是改善边界连续性的最直观的一种窗。Ⅲ、汉宁窗汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，3个sinc(t)函数旁瓣相互抵消，消去高频干扰和漏能。比较汉宁窗和矩形窗，从减小泄露观点出发，汉宁窗优于矩形窗。但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨率下降。、指数窗无旁瓣，但主瓣很宽，频率分辨能力很低。窗函数01当信号在“远”频段包含强干扰时，选用旁瓣衰减速度较快的窗函数当信号在有用频率附近包含强干扰时，选择具有较低旁瓣的窗函数当需要在某一频率附近分离两个或多个信号，选择具有窄主瓣而平滑的窗函数0203窗函数选用原则当信号频率组成的幅值比其频率精确位置更重要的场合，选择具有宽主瓣的窗函数01对于随时问衰减的信号如脉冲响应信号，可以应用指数窗等来提高分析的信噪比04当信号频率位置比其幅值更重要的场合，选择具有窄主瓣的窗函数02当信号的频段较宽，或宽频，采用均衡的窗函数或不加窗函数03窗函数选用原则无量纲指标（波形、峰值、脉冲、裕度等指标）偏态指标和峭度指标方差和标准差均方值和有效值均值时域统计分析EDCBAF时域分析及工程应用时域统计分析01概率密度函数02概率分布函数03联合概率密度函数04时域分析及工程应用时域相关分析自相关分析互相关分析01时域直方图分析02时域分析及工程应用信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。信号波形图周期T，频率f=1/T峰值PAtTPPp-p峰峰值Pp-p均值均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值。均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。均方值信号的均方值E[x2(t)]，表达了信号的强度；其正平方根值，又称为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种表达。检测监控中的

信号分析与处理技术昝涛2012.03概述制造系统监控领域常用的信号分类方法确定性信号周期信号非周期信号随机信号平稳随机信号非平稳随机信号傅立叶级数和傅立叶变换傅里叶变换是在傅里叶级数正交函数展开的基础上发展而产生的。1822年法国数学家傅里叶（J.Fouri