第3.1~3.2 工程信号及其可测性分析
第3章控制系统的时域分析法[3.1-3.3]
![第3章控制系统的时域分析法[3.1-3.3]](https://img.taocdn.com/s3/m/38d3b2eb6294dd88d0d26b05.png)
第3章 控制系统的时域分析法 章
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
1 R(s) = s
1 1 C (s) = Φ(s) R(s) = Ts + 1 s
1 1 1 1 1 1 c(t ) = L =L Ts + 1 s s s+ 1 T
稳态分量 瞬态分量
c (t ) = 1 e
峰值时间t p:c ( t ) 达到第一个峰值的时间
大连民族学院机电信息工程学院
自动控制原理
第3章 控制系统的时域分析法 章
动态性能指标
最大超调量 σ %: c max c ( ∞ ) σ% = × 100% c (∞ )
调 节 时 间 t s: 响 应 达 到 允 许 误 差 并 维 持 在 此 范 围 内 所 需 的 时 间 . = 2% 或 = 5%
特点: 特点:
可用时间常数T去度量系统输出量的数值.如当 可用时间常数 去度量系统输出量的数值.如当t=T时, 去度量系统输出量的数值 时 h(T)=0.632;而当 0.632; 分别等于终值的86.5%, 0.632 而当t=2T,3T和4T时, h(.) 分别等于终值的 , 和 时 %, 95%和98.2%.根据这一特点,可用实验方法测定一阶系统的时间常 %.根据这一特点 % %.根据这一特点, 或判定系统是否属于一阶系统. 数,或判定系统是否属于一阶系统.
大连民族学院机电信息工程学院
自动控制原理
第3章 控制系统的时域分析法 章
3.2.1 一阶系统的数学模型
dc (t ) RC + c (t ) = r (t ) dt
d c (t ) T + c (t ) = r (t ) dt dt
C ( s) 1 G ( s) = = R( s ) 1 + Ts
工程信号分析与处理技术 第3 章 确定性信号分析
A0 An cos(n0t n )
n1
（画幅值谱Ann 0 相位谱nn 0）
sin cos( )
转化成cos函数：
2
sin cos( )
（画相位谱nn
0） cos
cos(
2
)
sin
n0t
cos(n0t
2
)
sin
n0t
cos(n0t
2
)
cos n0t cos(n0t )
2j
正交函数集
n个函数g1(t), g2(t), gn(t)构成一函数集,
如在区间(t1, t2 )内满足正交特性,即
t2 t1
⒊ 傅里叶变换的性质—幅频特性和相频特性； ⒋ 时域信号频谱分析的方法—几种典型信号的 频谱； ⒌ 帕色瓦尔定理； ⒍ 卷积的物理意义和计算过程。
第3章 确定性信号的分析目录及要求
教学难点：
⒈ 信号在时域和频域的特征及其对应关系； ⒉ 时域信号的吉布斯现象—以方波和矩形脉冲信 号为例； ⒊ 信号的幅频特性和相频特性； ⒋ 周期脉冲信号和矩形脉冲信号的频谱—功率谱 ； ⒌ 卷积的概念和计算过程。
n1
变形为：
(n 1,2,3,...)
f (t) A0 An cos(n0t n )
n1
2. 傅里叶级数的复指数函数展开式
欧拉公式 ejn0t cos(n0t) jsin(n0t)
cos( n0t )
1 2
(e jn0t
e jn0t )
sin( n0t )
1 2j
(e jn0t
e jn0t )
掌握：
分积分公式：
b
bb
a ud(v) (uv) a a vd (u)
工程信号分析基础
包括低通滤波器、高通滤波器、带通 滤波器、带阻滤波器等。
信号的增强
信号的增强
是指通过各种方法对信号进行增强处理，以提高信号的特征和可识别 性。常见的增强方法包括幅度增强、频率增强、时间域增强等。
幅度增强的方法
包括对数变换、指数变换、幂次变换等。
频率增强的方法
包括傅里叶变换、小波变换等。
时间域增强的方法
通过对医学影像的信号处理和分析， 提高医学影像的质量和诊断准确性。
生物传感器应用
利用工程信号分析技术，开发和应 用各种生物传感器，用于生理参数 的监测和疾病诊断。
环境监测工程
噪声污染分析
通过对环境中的噪声信号进行分析，评估噪声污染的程度和影响。
空气质量监测
利用工程信号分析技术，对空气中的污染物进行监测和分析，保障 环境质量和人体健康。
信号的特性
01
02
03
时域特性
信号在时域中的特性包括 幅度、频率、相位等。
频域特性
通过傅里叶变换等方法， 可以将信号从时域转换到 频域，分析其频谱特性。
其他特性
信号还可以具有能量、功 率、相关性和统计特性等。
02
工程信号的采集与处理
信号的采集
01 02
信号的采集
是指利用各种传感器和测量仪器，将待测的物理量转换为电信号的过程。 在信号采集过程中，需要选择合适的传感器和测量仪器，以确保采集到 的信号准确可靠。
信号的频域分析
总结词
频域分析是将信号从时间域转换到频率域，通过分析信号的 频率成分和频谱特性，揭示信号内在的规律和特征。
详细描述
频域分析通过傅里叶变换等方法将信号分解成不同频率的分 量，从而可以分析信号中各频率成分的幅值和相位信息。频 域分析在信号处理、通信、振动分析等领域有广泛应用。
《工程信号分析处理》课程设计说明书
1 前言数学作为基础学科，是和工程技术及科学研究领域密不可分的。
在工程技术和科学研究中，数值运算往往很复杂，稍有疏忽，便会影响到整个工程或研究的结果。
因此，精确的数值计算及其工程仿真对于每一个科学研究者来说极其重要。
MATLAB是Math-works公司推出的—套高效率的数值计算和可视化软件。
它以极其强大的数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示功能以及一个方便的、界面友好的用户环境吸引了广大专家学者的关注。
特别是Simulink这个集成在MATLAB中的动态系统建模、仿真工具的问世使控制系统的计算机辅助设计向可视化的方向迈进了一大步。
从此，各种各样的电子系统建模与仿真摆脱了繁琐的关联矩阵求取和输入，可以将更多的精力集中在系统的设计和校正上，这尤其是电子系统专业学生的福音。
事实上，国际自控联(IFAC)第四次控制教育研讨会上就以把学生的软件技能和实际动手能力列为教育目标之一。
而世界各国在电于系统理论的教学中，均采用MATLAB及Simulink 作为辅助教学软件，一方面可以摆脱繁杂的大规模计算，另—方面还可以使学生有机会自己动手构建模型，所花的代价要远小于实际建模。
2 Simulink简介Simulink是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境。
它的存在使MATLAB 的功能得到进一步的扩展。
这种扩展的意义表现在：(1)实现了可视化建模，用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型，并进行仿真；(2)实现了多工作环境间文件互用和数据交换，如simu1ink与MATLAB、FORTRAN以及C的工作环境的信息交换都可以方便地实现；(3)把理论研究和工程实现有机地结合在一起。
近几年，在学术界和工业领域，simulink已经成为在动态系统建模和仿真方面应用最广泛的软件包之一。
它的魅力在于强大的功能和简便的操作。
作为MATLAB的重要组成部分，simulink具有相对独立的功能和使用方法。
确切地说，它是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。
工程测试与信号处理之信号分析基础
b)离散时间信号:在若干时间点上有定义
采样信号
2022/3/4
13
3.1 信号的分类与描述
5 物理可实现信号与物理不可实现信号 a) 物理可实现信号：又称为单边信号，满足条件：
t＜0时，x(t) = 0， 即在时刻小于零的一侧全为零。
2022/3/4
14
3.1 信号的分类与描述
b) 物理不可实现信号：在事件发生前(t<0)就预 制知信号。
信号波形：被测信号信号幅度随时间的变化历程 称为信号的波形。
2022/3/4
波形
2
3.1 信号的分类与描述
A
0
t
信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标， 用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变 化情况。
2022/3/4
3
3.1 信号的分类与描述
为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究 是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为：
f (t)(t) f (0)(t), f (t)(t t0 ) f (t0 )(t t0 )
2）积分特性（筛选）
f (t) (t) f (0), f (t) (t t0 ) f (t0 )
3）卷积特性
f (t) * (t) f ( ) (t )d f (t)
2022/3/4
1 从信号描述上分 --确定性信号与非确定性信号；
2 从信号的幅值和能量上分 --能量信号与功率信号；
3 从分析域上分 --时域与频域；
2022/3/4
4
3.1 信号的分类与描述
4 从连续性分 --连续时间信号与离散时间信号；
5 从可实现性分 --物理可实现信号与物理不可实现信号。
2022/3/4
公共广播系统工程技术规范与测试
规范主要内容
本规范的主要内容是：1总则；2术语；3公共广播系统工程设计；4公共广播系统工程施工；5 公共广播系统电声性能测量方法；6公共广播系统工程验收。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范在执行过程中如发现有需要修改和补充之处，请将意见和建议以及相关资料送中国电子 学会声频工程分会（通信地址：100015，北京743信箱；email: aesc@）和广州市 迪士普音响科技有限公司（通信地址：510145，广州市人民中路555号1705室；email: dspw@），以便修订时参考。
2.0.6 业务广播 business announcement 公共广播系统向其服务区播送的、需要被全部或部分听众认知的日常广播，包括发布通知、新
闻、信息、语声文件、寻呼、报时等。 2.0.7 背景广播 background broadcast
公共广播系统向其服务区播送的、旨在渲染环境气氛的广播，包括背景音乐和各种场合的背景 音响（包括环境模拟声）等。
状态）。 2.0.18 寻呼 paging
寻人、寻物或寻求帮助的广播；或根据现场需要临时向指定的广播区发布的广播。 2.0.19 寻呼台站 call station
独立于广播主机以外的，可以进行分区寻呼操作的设备。
术 语 2.0.20~2.0.24
2.0.20 强插 override 强行用某些广播内容覆盖正在广播的其它信号；或强行唤醒处于休眠状态的公共广播系统，发 布紧急广播。
突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危 及公共安全的紧急事件。包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件及社会安全事件，如火警、 地震、重大疫情传播和恐怖袭击等。
术 语 2.0.5~2.0.9
工程测试技术答案(第三版)孔德仁主编
第1章测量的基础知识书本:１－1.欲使测量结果具有普遍科学意义的条件是什么？答：①用来做比较的标准必须是精确已知的,得到公认的;②进行比较的测量系统必须是工作稳定的,经得起检验的。
1－2。
非电量电测法的基本思想是什么？答:基本思想:首先要将输入物理量转换为电量,然后再进行必要的调节、转换、运算，最后以适当的形式输出。
１－3。
什么是国际单位制？其基本量及其单位是什么?答：国际单位制是国际计量会议为了统一各国的计量单位而建立的统一国际单位制，简称S Ｉ,SI制由SI单位和SI单位的倍数单位组成.基本量为长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度，其单位分别为米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。
1—4。
一般测量系统的组成分几个环节？分别说明其作用?答：一般测量系统的组成分为传感器、信号调理和测量电路、指示仪器、记录仪器、数据处理仪器及打印机等外部设备。
传感器是整个测试系统实现测试与自动控制的首要关键环节,作用是将被测非电量转换成便于放大、记录的电量;中间变换(信号调理)与测量电路依测量任务的不同而有很大的伸缩性，在简单的测量中可完全省略，将传感器的输出直接进行显示或记录;信号的转换（放大、滤波、调制和解调）;显示和记录仪器的作用是将中间变换与测量电路出来的电压或电流信号不失真地显示和记录出来;数据处理仪器、打印机、绘图仪是上述测试系统的延伸部分，它们能对测试系统输出的信号作进一步处理,以便使所需的信号更为明确。
１-5。
举例说明直接测量和间接测量的主要区别是什么?答:无需经过函数关系的计算,直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量，可分为直接比较和间接比较两种。
直接将被测量和标准量进行比较的测量方法称为直接比较；利用仪器仪表把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接收的形式,在测量系统的输出端显示出来，弹簧测力.间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。
武汉理工大学工程测试技术Chapter3
22
测试技术基础
第三章 信号分析与处理
3.2 相关分析及应用
第三章 信号分析与处理
δ ( jf )
f
(a)窗窗窗窗窗窗(T=3)
WR (t )
3 2 mm 1 0
旁瓣
−
3 2
3 2
-1 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 0.5 mm 0
0
1
2
3
4
5
6
(b)窗窗窗窗窗窗(T=1)
旁瓣
7
8
9 10 ft
WR (t )
−
1 2
1 2
主瓣
f
窗窗窗窗窗窗 (T=1)
δ ( jf )
1 0.5 mm 0 -0.5 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
Wuhan University of Technology
旁瓣
0 t
1
2 3
4
5
6 7
8
9 10
武汉理工大学机电工程学院
18
测试技术基础 (4).常用的窗函数
武汉理工大学机电工程学院
8
测试技术基础
第三章 信号分析与处理
4. 采样、混叠和采样定理 采样、
(1).信号采样和混叠 信号采样和混叠
x1(t)
x1 (t ) = A sin( 2π 10t ) x 2 (t ) = A sin( 2π 50t )
采样频率
f s = 40 Hz
x2(t)
n n 采样时间 t = nT = = f s 40 n 10 x1 (n) = A sin( 2π 10 ) = A sin(2π n) = A sin( π n) 2 40 40 n 5π 50 π x2 (n) = A sin( 2π 50 ) = A sin(2π n) = A sin( n) = A sin( n) 2 40 2 40
建筑基桩检测技术规范JGJ106完整版
目次1总则 (1)2术语和符号 (2)2.1术语 (2)2.2符号 (2)3基本规定 (6)3.1一般规定 (6)3.2检测工作程序 (7)3.3检测方法选择和检测数量 (8)3.4验证与扩大检测 (10)3.5检测结果评价和检测报告 (11)4单桩竖向抗压静载试验 (12)4.1一般规定 (12)4.2设备仪器及其安装 (22)4.3现场检测 (13)4.4检测数据的分析与判定 (15)5单桩竖向抗拔静载试验 (17)5.1一般规定 (17)5.2设备仪器及其安装 (17)5.3现场检测 (18)5.4检测数据的分析与判定 (18)6单桩水平静载试验 (20)6.1一般规定 (20)6.2设备仪器及其安装 (20)6.3现场检测 (21)6.4检测数据的分析与判定 (21)7钻芯法 (24)7.1一般规定 (24)7.2设备 (24)7.3现场检测 (24)7.4芯样试件截取与加工 (25)7.5芯样试件抗压强度试验 (25)7.6检测数据的分析与判定 (26)8低应变法 (29)8.1一般规定 (29)8.2仪器设备 (29)8.3现场检测 (29)8.4检测数据的分析与判定 (30)9高应变法 (33)9.1一般规定 (33)9.2仪器设备 (33)9.3现场检测 (33)9.4检测数据的分析与判定 (35)10声波透射法 (40)10.1一般规定 (40)10.2仪器设备 (40)10.3声测管埋设 (40)10.4现场检测 (41)10.5 检测数据的分析与判定 (42)附录A 桩身内力测试 (48)附录B 混凝土桩桩头处理 (51)附录C 静载试验记录表 (52)附录D 钻芯法检测记录表 (53)附录E 芯样试件加工和测量 (54)附录F 高应变法传感器安装 (55)附录G试打桩与打桩监控 (57)本规范用词说明 (59)引用标准名录 (60)附：条文说明 (61)1总则1.0.1为了在基桩检测中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、数据准确、正确评价，为设计和施工验收提供可靠依据，制定本规范。
测试技术大纲
测试技术大纲号：0123701学分：3学时：48 执笔人：孔德仁审订人：李永新课程性质：学科基础课一、课程的地位与作用不同的学科、专业，其测试目的和规模、实验研究的对象以及使用的仪器设备会有一定的差异。
但不同学科及专业的实验工作者所关心的问题和使用方法都有很大的相似性，都关心测试理论、测试方法、测试系统的架构、测试信号及实验数据的分析处理方法；都关心实验条件的控制、减少干扰因素的影响，都关心如何合理选择测量系统，以求得较大的测试效费比。
测试技术是获取信息、分析和处理测量数据的关键技术与手段，是从事科学研究，产品质量检验与控制不可缺少的手段，可以说没有测试技术便没有科学研究今天的成就和明天的发展，而整个制造业则会因为没有测试技术而导致产品质量体系的彻底崩溃，因此测试技术是已经或将要从事科技与生产的人员必须学会、掌握的一门重要的专业基础课。
测试技术已成为现代科学技术发展的重要基础和先进制造技术的基础。
机械工业担负着装备国民经济各部门的任务,在改革开放过程中,机械工业始终面临着更新产品，革新生产技术，提高产品质量等挑战，测试技术将是机械工业对付上述挑战的基础技术之一。
本课程是“机械工程及自动化”、“武器系统与工程”、“车辆工程”等专业的学科基础课。
二、课程的教学目标与基本要求1. 教学目标通过本课程的学习，培养学生能正确的选用测试系统并初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下坚实的基础。
2. 基本要求(1).掌握信号时域和频域的描述方法，建立明确的信号频谱概念，掌握频谱分析的基本原理和方法；了解数字信号分析的基本概念，掌握误差的性质及处理方法。
(2).了解常用传感器、中间变换电路及记录显示设备的工作原理及性能，并能依据测试要求进行比较合理的选择。
(3).掌握测试系统的静、动态特性的评价方法及不失真测量条件，并且能够正确运用相关理论对测试系统进行分析和选择。
工程测试课件3信号及其描述
0
信号及其描述
当n从0变到T/τ时，|Cn|第一次为0，在此区间内有 (T/τ)+1条谱线（包含区间端点）,每条谱线的间隔为
(n 1)0
n0
0
2
f
2
T
(T , 0)
设τ不变，若T/τ=4 在[0, 2π/τ] 若T/τ=8 若T/τ=16
有5条谱线。 9条谱线
17条谱线。
随着T增加，wo减小，谱线间隔 减小，谱线条数增加，|Cn|的幅 值减小，但幅频线的包络不变， 即各谱线间保持固定的比例关系， 可以设想，若T→∞,w0→0信号 变成非周期信号，其频谱的变化 在后面再讲。
我们将周期函数的复指数形式的傅立叶级数展开与非周期函 数的傅立叶变换相比较，看出两点不同：
1．周期函数中所包含的频率成分，是基频ω0的整倍数。而非 周期函数中包含了一系列从0到无穷大的所有频率成分，ω是连 续变量。
0
n=even ( 0)
T0 0
f
(t)sin n0t.dt
...
(2k
4
1)
n odd, k 0,1, 2,...
An bn
n
tg 1
bn an
90
f
(t)
k 0
(2k
4
1)
sin(2k
1)0t
k 0
(2k
4
1)
cos[(2k
1)0t
90]
信号及其描述
2) 展成复指数指数级数
性,
n 和∠Cn为信号的相频特性。A0/2或|C0|表
示信号的直流分量，An或者|2Cn|表示n次谐波的幅
值 n,
和
和 n∠∠CCn表n相示当第于n一次个谐序波列的的相通位项，.An和Cn.
第2章工程信号分析及处理基础精品文档
第2章 工程信号描述及其分析方法
信号
确定性信号 非确定性信号
周期信号
非周期信号 平稳随机信号 非平稳随机信号
简单周期信号 复杂周期信号
准周期信号 瞬态信号
图2-4 工程信号的分类
第2章 工程信号描述及其分析方法
2.2.1确定性信号
• 确定性信号是指可用确定的数学关系式来描述 的信号。给定一个时间值就可得到一个确定的 函数值。如图2-5所示，单自由度质量弹簧系 统作无阻尼自由振动时的位移可由运动方程
第2章 工程信号描述及其分析方法
学习要点
•工程信号的分类方法
••信信号 号时频域域分频析谱方 分学法 析方习法要 求
•典型激励信号的特性
第2章 工程信号描述及其分析方法
2.1 概述
信号是信息的载体，是工程测试的对象。工 程实践中充满着大量的信息，获取这些信息并对 其进行分析、处理，可发现事物内在规律及事物 之间的相互关系。在各类工程测试中，一方面要 考虑将被测信号不失真地测量出来，另一方面又 要考虑经济性，即测量系统的性价比，为此在设 计或组建各参量测试系统前，应对被测信号有所 了解，做到有的放矢地组建测试系统。
信号的三种变量域描述方法，相互之间可通过一定的数 学运算进行转换，但所描述的均是同一被测信号。
•
信号的幅值与相位用频域描述，能够十分明确揭示
信号中各种不同频率组成的信号成分，例如方波可看成
由一系列频率不等的正弦波迭加而成。图2-7形象地表述
了以上三个变量域之间的关系。
第2章 工程信号描述及其分析方法
预测未来任何瞬间精确值的信号，都可称之为随机信
号。对于随机信号虽然也可建立某些数学模型进行分
析和预测，但只能是在概率统计意义上的近似描述， 这种数学模型称为统计模型。随机信号具有随机特性，
信号分析评价报告
信号分析评价报告1. 引言信号分析是一种重要的技术，它可以用来评估和研究不同类型信号的特性。
本报告旨在对信号进行分析评价，提供有关信号的相关指标和分析结果。
2. 信号特性在信号分析中，我们首先需要了解信号的特性。
信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
连续信号在时间和幅度上都是连续变化的，而离散信号在时间和/或幅度上都是离散的。
信号的频率也是信号分析中的一个重要指标。
频率可以用来描述信号的周期性和变化速度。
常见的频率指标包括信号的频谱和频率域分析。
3. 信号分析方法为了评估信号的特性，我们可以使用不同的信号分析方法。
以下是一些常见的信号分析方法：3.1 时域分析时域分析是分析信号在时间域上的变化情况。
它可以用来计算信号的平均值、方差、时域波形和功率等指标。
时域分析可以揭示信号的时序特性。
3.2 频域分析频域分析是分析信号在频率域上的变化情况。
它可以通过傅里叶变换将信号从时域转换到频域，以便更好地理解信号的频率特性。
常见的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析和频谱分析等。
3.3 小波分析小波分析是一种时频分析方法，它可以同时提供信号的时域和频域信息。
小波分析可以用来研究信号的时频局部化特性和瞬态变化。
通过小波变换，我们可以将信号分解成不同尺度和频率的小波系数。
4. 信号评价指标为了评价信号的质量和适用性，我们需要使用一些指标来对信号进行评价。
以下是一些常用的信号评价指标：4.1 信噪比（SNR）信噪比是评价信号中有用信息和噪声之间比例的指标。
它可以用来衡量信号的清晰度和可靠性。
较高的信噪比表示信号中噪声的影响较小。
4.2 幅度变化幅度变化指信号在时间或频率上的幅度变化程度。
幅度变化大的信号往往具有更多的信息内容，而幅度变化小的信号可能包含较少的信息。
4.3 频谱特性频谱特性描述信号在频率域上的分布情况。
常见的频谱特性包括频谱带宽、主频和谐波分量等。
频谱特性可以用来判断信号的频率范围和频率分布。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 工程信号及其可测性分析
本章学习要求
完成本章内容的学习后应能作到：
1了解信号分类方法；
2掌握周期信号的分解和频谱及周期信号频谱的特点；
3掌握周期信号的可测性分析方法；
4掌握非周期信号的谱分析方法、特点及可测性分析方法；
5掌握随机信号分类方法及其特征指标的求取方法；
6掌握典型的激励信号时域频域特性；
3.1工程信号分析的目的
信号分析其目的主要表现在两个方面：
①分析被测信号的类别、构成及特征参数，使工程测试人员了解被测对象的特征参量，以便深入了解被测对象内在的物理本质。
如对信号进行频谱分析以确定信号的频率组成等。
②为正确选用和设计测试系统提供依据。
如对信号的有效带宽进行分析，确定相应的放大器工作带宽等。
3.2 工程信号的分类
为便于分析和讨论，有必要从不同的研究角度出发，对信号加以分类。
测试信号一般是随时间变化的时间函数。
因此，可根据信号随时间变化的规律来描述信号，将信号分为确定性信号和随机信号。
如下图所示。
信号的分类描述
确定性信号
定义：确定性信号是指可用确定的数学关系式来描述的信号。
给定一个时间值就可得到一个确定的函数值。
确定性信号根据它的波形是否有规律地重复再现可分为周期信号、非周期信号和直流信号。
周期性信号是按一定周期重复的信号。
周期性信号包括简谐周期信号和复杂的周期信
号，所谓复杂的周期信号就是由若干频率比为有理数的正弦信号组合而成的信号。
非周期性信号没有重复周期，包括准周期信号和瞬态信号。
准周期信号是由一些不同频率的简谐信号合成的，但组成它的简谐分量的频率之比不全为有理数。
例如组成
)2sin(3sin )(θ++=t t t x 两个正弦波的周期为π3
2和π2，之间没有共同周期，所以)(t x 为非周期信号，但它又是由简谐信号合成的，称之为准周期信号。
瞬态信号又称为时限信号，其特征是只在有限的时域取值不全为0，而在其余时域均为0，如图3-1（c ）所示。
直流信号：幅值不随时间变化的信号，其实质是频率为0的周期信号。
确定性信号也可以按照它的取值情况分为连续信号和离散信号。
连续信号是指：若在所讨论的时间内，对于任意时间值（除若干不连接点以外）都可给出确定的函数值。
连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的（只取某些规定值）。
对于时间和幅值都连续的信号又称为模拟信号。
常见的信号大都属于这一类，如图3-2（a ）所示。
离散信号的离散性表现在时间保留幅值上，如图3-2（b ）所示。
经过测试系统采集后的时间和幅值都是离散的信号，称为数字信号。
非确定性信号
定义：不能用精确的数学关系式来表达，也无法确切地预测未来任何瞬间精确值的信号，都可称之为随机信号。
随机信号具有随机特性，每次观测的结果都不相同，无法用精确的数学关系式或图表来描述，更不能由此准确预测未来的结果，而只能用概率统计的方法来描述它的规律，所以此种信号也称为非确定性信号。
特点及分析方法
对于随机信号虽然也可建立某些数学模型进行分析和预测，但只能是在概率统计意义上的近似描述，这种数学模型称为统计模型。
随机信号中概率性质不随时间变化而变化的信号称为平稳随机信号；概率性质随时间变化而变化的信号称为非平稳随机信号。
随机信号同样可根据信号波形的形态分为：连续时间信号与离散时间信号，并简称为连图3-1 确定性信号 (a)简谐信号；(b)复杂周期信号；(c)瞬态信号；(d)准周期信号。
(c) (d) 图3-2 连续信号和离散信号
(a)连续信号；(b)离散信号。
续信号与离散信号。
严格地讲，一般测试信号都是随机的，特别是带有噪声和干扰等的测试信号具有更大的随机性。
在工程上为使分析处理问题简单化，常把一些实际测试信号近似地作为确定信号来处理。
介绍测试信号的描述方法，其目的是为以后讨论信号分析做准备。
一般可从三个变量域（幅值域、频域和时域）来描述信号。
常见的直接观察或记录的信号一般以时间作为独立变量，称为信号的时域描述。
但有时用时域来揭示信号的频率结构和各频率成分的幅值大小就很困难。
所以在动态测试中广泛采用信号的频域描述方法，即用频率作为独立变量来揭示信号各频率成分的幅值、相位与频率之间的对应关系。
信号的三种变量域描述方法，相互之间可通过一定的数学运算进行转换，但所描述的均是同一被测信号。
信号的幅值与相位用频域描述，能够十分明确揭示信号中各种不同频率组成的信号成分，例如方波可看成由一系列频率不等的正弦波迭加而成。
图3-3形象地表述了以上三个变量域之间的关系。
图3-3 周期信号的时域、频域描述方法及其相互关系。