极性相位特性和相位谱
利用相位特征判断故障的方法 (DEMO)
利用相位特征判断故障的方法 一、相位的基本概念 相位表示在给定时刻振动部件被测点相对于某一固定参考点或其他振动部件的位置。在实际应用中相位主要用于比较不同振动运动之间的关系，或确定一个部件相对于另一个部件的振动状况。 相位反映了振动信号与参考点之间时间关系或位置关系。相位是从单频率的简谐振动中引出的。因此、对于实际振动信号，也是考虑其中某频率分量与转子相位标志之间的相位差。比较有用的频率成分主要是基频及其倍频。相位测量可用于1）谐波分析；2）动平衡测定；3）振型测量; 4)判断共振点。 转子初相位代表着转子的质量高点在某一特定时刻的特定位置，可为故障分析诊断提供重要的依据。 监测振动的时域信号经过FFT变换，可以得到频域上的幅值谱和相位谱，幅值谱表明了振动中所含各振动分量以及它们的幅值大小，相位谱给出了各阶分量的初相位。相位谱的初相位是由各阶分量振幅的虚数和实数部分相比求反切而得到的，而在实际采样过程中采样的初始点是随机的，因而FFT得到各阶分量的初相位也将随之改变，无法得到各阶分量确定的初相位。由此可知、FFT直接变换得到的相位谱是无法确定各阶振动分量的初相位的。但各阶分量相对于基频分量的初相位的相位差将不受采样初始点的影响，因而只要精确地求出基频分量的初相位，问题将迎刃而解了。 故障分析中，在确定转子不平衡量的方向，以及不对中等一些由转子的几何形状、质量或受力不对称所引起的振动时，有时要考虑振动与转子相位标志之间的相位差。它同样也可以应用于构件空间面是否存在的力偶（弯矩）的判断（了
解构件是否存在变形应力）。 初相位定义：转子键相信号的脉冲下降沿与频率的高点之差，称为初始相位。 二、振动信号相位分析 相位分析分类： 1)绝对相位是指从键相器信号触发到振动信号第一正峰值之间的角度。 2)相对相位是角度表示的从一个信号波形的某一点到另一信号最近的对应点之间的关系。 相位监测可以判断设备振动状态有无发生变化。比如一台设备，其振动幅值没有变化，但相位变化了140°，如果仅仅对比振幅变化，说明运行没有改变。但相位的突变说明事实上设备运行状态已经有了巨大的变化，很可能是转子叶片松动，转轴裂纹或者其它潜在的严重问题引起的。 轴早期出现裂纹时，振幅无太大的变化，但相位有突变；当轴发生摩擦时，振幅会变小，但轴与轴承会受到破坏。 如果相位发生偏转，说明振动形态发生了巨大的变化。轴心轨迹椭圆中有一直边，说明转子不排出单方向摩擦的可能。 相位(φ)： 相位表示在给定时刻振动部件被测点相对于某一固定参考点或其他振动部件的位置。 在实际应用中相位主要用于比较不同振动运动之间的关系，或确定一个部件相对于另一个部件的振动状况。例如，在图1—1—4中给出了A和B两个弹簧质量系统。假设A、B两质量块的振幅和频率相同，但A位于上限位置，而B则位于其下限位置。在给定的起始时刻位移峰值相差180o，也就是说这两个振动180o异相。在图l—1－5中质量A和B在同一时刻分别位于上限位置和平衡位置(向下)，于是我们说质量A和B的振动相位差为90o。而在图1—1—6中质量A、B 在同一时刻位于同一位置，因此其振动同步，或者说它们的振动相位差为0o。
实验十一 FIR 滤波器的相位特性和幅度特性
实验十一 FIR 滤波器的相位特性和幅度特性 一、实验目的 1. 了解 FIR 滤波器具有线性相位的条件。 2. 了解四种类型 FIR 滤波器的幅频特性和相频特性及用途。 3. 学会用 MA TLAB 工具分析 二、 实验原理与方法 FIR 滤波器。 实验十六中已经讲过脉冲相应的对称与反对称，即满足)1()(n M h n h --=为对称满足 )1()(n M h n h ---=为反对称。当在M 为奇数偶数的下结合对称和反对称的情况，就可以 得到四种类型的线性相位 FIR 滤波器。对其中每种类型其频率响应函数都有特有的表达式 和独特的形状。可将)(ω j e H 写成： 2 1 ,2 ;)()() (-= = =-M a e H e H a j r j π βωωβω 式中)(ωr H 是振幅响应函数。 线性相位实系数FIR 滤波器按其M 值奇偶和)(n h 的奇偶对称性分为四种： 1、Ⅰ类线性相位 FIR 滤波器：)(n h 为对称，M 为奇数。可以证明： 2/)1(2/)1(0 ])c o s ()([ )(---=∑=M j M n j e n n a e H ωω ω式中)(n a 由)(n h 求得为：)2 1 ()0(-=M h a ；中间样本。23 1),21(2)(-≤≤--=M n n M h n a 。且振幅响应函数∑-==2 /)1(0 )cos()()(M n r n n a H ωω。该幅值关于ππω2,,0=成偶对称。MATLAB 中用函数Hr_Typel 来计算振幅响应。 2、Ⅱ类线性相位 FIR 滤波器：)(n h 为对称，M 为偶数.可以证明： 2/)1(2 /1 ])}21 (cos{)([)(--=∑-=M j M n j e n n b e H ωω ω式中2,...2,1),2(2)(M n n M h n b =-=且振幅 响应函数∑=-= 2/1 )}21 (cos{)()(M n r n n b H ωω可得0)(=πr H 。 。所以该幅值关于πω=成奇对称，不适合作高通或带阻滤波器。MATLAB 中用函数 Hr_Type2 来计算振幅响应。 3、Ⅲ类线性相位 FIR 滤波器：)(n h 为反对称，M 为奇数。可以证明： ])2 1 (2[2/)1(1 ]sin )([ )(ωπω ω---=∑=M j M n j e n n c e H 式中2 1 ,...2,1),21( 2)(-=--=M n n M h n c ，且振幅响应函数∑-== 2 /)1(0 ) cos()()(M n r n n c H ωω可得0)(),0(=πr r H H 所以该幅值关于
内通道轴向风速对强激光相位特性的影响
收稿日期:2015-12-15;修订日期:2016-01-23 基金项目:中国科学院自适应光学重点实验室基金(LAOF201303);苏州大学省级重点实验室开放课题(KJS1404) 作者简介:胡小川(1990-),男,硕士生,主要从事变形镜热效应、光束传输与控制等方面的研究。Email:hu_xiaochuan@https://www.360docs.net/doc/3c3556988.html, 导师简介:张彬(1969-),女,教授,博士生导师,博士,主要从事高功率激光技术、光束传输变换和控制、非线性光学等方面的研究。 Email:zhangbinff@https://www.360docs.net/doc/3c3556988.html, 0806003-1内通道轴向风速对强激光相位特性的影响 胡小川，贺也洹，吴双，张彬 (四川大学电子信息学院，四川成都610065) 摘要:针对内通道传输过程中激光束相位特性的变化，建立了内通道中光场-流场的耦合仿真模型，通过引入湍流相位屏模拟了内通道中湍流扰动对传输光束波前相位的影响。在此基础上，定量计算了不同轴向风速条件下内通道传输光束的波前相位特性，并结合自适应波前校正模型，分析了激光束经内通道传输后的波前校正效果。研究结果表明，随着轴向风速的增大，激光束波前相位中的高频成分呈现出先增大后减小的趋势，经自适应波前校正后的光束质量也呈现出类似趋势，且当轴向风速约为0.65m/s 时畸变波前中的高频成分最多，经波前校正后的光束质量最差。该模型能够为激光控制系统的设计和性能评估提供一定参考。 关键词:传输通道；气体热效应；湍流；相位特性；高频相位 中图分类号:TN248；O439文献标志码:A DOI :10.3788/IRLA201645.0806003 Effect of axial wind speed in inner propagation channel on phase characteristics of high?power lasers Hu Xiaochuan,He Yehuan,Wu Shuang,Zhang Bin (School of Electronics and Information Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China) Abstract:According to the phase distortion of laser beam in inner propagation process,a simulation model for the laser beam interacting with the fluid of the inner channel was established,in which the phase distortion caused by the thermal effects was taken into account and the influence of turbulence disturbance of the inner channel on the wavefront phase was simulated by introducing the method of phase screen.The phase characteristics of laser beams propagating through the inner channel on the conditions of different axial wind speeds was discussed in detail in terms of wavefront power spectral density,and the correction effect of laser beam propagation through the inner channel was further analyzed using the adaptive wavefront correction model.The results show that,with the increase of axial wind speed,the high frequency component of the wavefront phase increases at first and then decreases,and the beam quality gets worse at first and then becomes better.Particularly,the high frequency component of the wavefront phase increases most quickly and the beam quality degrades most 第45卷第8期 红外与激光工程2016年8月 Infrared and Laser Engineering
相位问题
有兴趣进一步可参考潘立超、翁泰来先生等发表的《音响系统的相位、群延时失真及测量》一文，相信会更深入地了解“相位”这个神话了的名词。下面我们一步步地剥去这个“相位”的遮羞布。 在一个理想的线性系统中，如果我们定义输出对输入信号没有发生任何形变及时间的延时，则这个系统的幅频和相频曲线都是平直的。具体表现为幅频曲线为（通过0dB的）水平直线，相频曲线为通过0度的水平直线。 实际中，先假设我们的扬声器或系统是这样一个理想系统，然而为了测量验证这个系统，我们需要捕捉声音，一般会把测量话筒放到轴向的某个距离处，因此捕捉的信号跟输入扬声器系统的信号相比，会存在一个绝对时间差，即声音跨越该测量距离引起的延时。假设测量距离为0.1米，则大概的延时为0.297 mS。我们可以想象到其群延时对频率的曲线，是一条水平直线，任意频率下其延时都为0.297mS。 如下图所示。 根据这条延时与相位、频率的关系，可以转换出以下的相频曲线：
乍一看，原来延时对频率是水平直线，怎么到相位这里却变成这样？首先由于测量延时，会在相频曲线中在原系统特性的基础上叠加了由于延时带来的线性相位移，这个相位的具体变化值视测量距离和声波波长而定。另一个原因造成了相频曲线看起来象锯齿一样：那就是这个相位图描绘的是相位的主值，其数值被限制在正180度到-180度之间，超出的自动减去或加上360度，因此很容易形成如图的锯齿形状。但我们可以根据相位的连续性来展开这个图，得到所谓的“绝对相位”图，此处略去。我们还可以验证一下，由于测量距离为0.1米，与此距离等长的声波频率为3440Hz，因此针对此频率的相位移刚好就是360度，其相位主值为360-360＝0度，因此上图的相位主值曲线中，第一个对应0度的频率就是3440Hz。 对于这样恒定延时的系统，无论你在系统中输入多个或者单个信号，也无论你的测量距离有多远，信号之间的相位关系其实都能保持不变。因此，在考虑信号波形还原的时候，能反映真实情况的是群延时曲线，而相位曲线由于通常会叠加了线性相位移而变得不那么直观。当然两者是息息相关的。 为了在相位曲线上更好地观察，需要对上面的进行线性相移修正，即减去群延时造成的相位偏移。 下图是一个模拟的扬声器系统的测量结果，包括幅频和相频特性（相频的参考0度点是扬声器输入电压）。