最新故障诊断的信号处理方法(pptppt课件

2021/1/11
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第二章 故障诊断的信号处理方法
第二章 故障诊断的信号处理方法
第二章 故障诊断的信号处理方法
第二章 故障诊断的信号处理方法
二、连续信号和离散信号
含第一类间断点的信号
x(t)
锯齿波
矩形脉冲
截断信号
时间离散而幅值连续时，称为采样信号；
时间离散而幅值量化时，则称为数字信号。
数字信号是离散信号，而离散信号不一定 是数字信号。
内对其进行定量和定性的描述、分析，是一种最基本的信号分析方法，这种方法直
观、简便，物理概念强，易于理解。 信号的时域分解
一、直流分量和交流分量
为了从时域了解信号的性质或 便于分析处理，可以从不同角度将 信号分解成简单信号分量之和
直流项
0 .0 4 5
位 移 (mm)
0 .0 4 0 0 .0 3 5
四、时限与频限信号
时域有限信号：在有限时间区间（ t1，t2 ）内定义，而在区间外恒等 于零。例如，矩形脉冲、三角脉冲、余弦脉冲等。而周期信号、指数衰减 信号、随机过程等，则称为时域无限信号。
频域有限信号：指信号经过傅里叶变换，在频域内占据一定带宽（ f1， f2 ），在带宽外恒等于零。例如，正弦信号、sinc(t)函数等为时域无限、
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第二章 故障诊断的信号处理方法
三、能量信号与功率信号
为从能量的观点来研究信号，假设信号是加在1Ω电阻上的电流，则在
时间间隔内电阻所消耗的能量为：
其平均功率为：
T
Wlim
x2(t)dt
T T
Plim1 T x2(t)dt T2T T
当区间（t1，t2）为（ ,）时，能量为有限值的信号称为能量信号，
频域有限信号。
时间有限信号的频谱，在频率轴上可以延伸至无限远。而一个在频域 上具有有限带宽的信号，必然在时间轴上延伸至无限远处。显然，一个信 号不能够在时域和频域上都是有限的。
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第二章 故障诊断的信号处理方法
2.1.2 信号的时域分析
工程中所测得的信号大部分为时域信号，即信号是时间的函数，因此在时间域
趋势项
0 .0 3 0
0 .0 2 5
0 .0 2 0
0 .0
0 .2
0 .4
0 .6
0 .8
1 .0
时 间 (s)
用非接触式涡流传感器测得的振动信号就包
含了直流和交流两部分，直流分量表示传感器与
被测对象之间的平均距离，交流分量代表被测对
象的2振02动1/1位/1移1 情况。
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正弦项
第二章 故障诊断的信号处理方法
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
旋转矢量的实部就是信 号在时刻t 的值，而其 Iym(t) 虚部除了可以用来表示 信号的相位外，没有其 它意义。
二、脉冲分量 一个函数被分解为若干
个矩形脉冲之和。 当矩形脉 冲宽度无穷小时，这个函数 就是无穷多个脉冲分量之和。
x(t) A x(t )
1
x(t ) 2 q/w T
x(t)A siw nt (q)
x(t)Ai(w et q)A eiwt
xR(et)
w t +q 2
w t +q
1
t
三、实部分量和虚部分量
如矩形脉冲、减幅正弦波、衰减指数等信号。能量信号的平均功率为零。
周期信号、随机信号等，在区间（ ,）内能量不是有限值，而平均
功率P为不等于零的有限值，这种信号称为功率信号。
有些信号可以既不是能量信号，也不是功率信号，但不可能既是能量信 号又是功率信号。
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第二章 故障诊断的信号处理方法
通过各种分析手段，可以对获取的信号进行处理、分析、比较、判断，从而为 机器故障诊断提供强有力的手段。
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第二章 故障诊断的信号处理方法
2.1 信号处理基础知识 2.1.1 信号的定义和分类
定义：信号是表征客观事物状态或行为的信息的载体。 信号具有能量，它描述了物理量的变化过程，在数学上可以表示为一个或几个独 立变量的函数，可以取为随时间或空间变化之图形。 例如： 噪声信号可以表示为声压随时间变化的函数； 一张黑白照片可以用亮度随二元空间变量变化的函数来表示； 机械零件的表面粗糙度，可以表示成一个二元空间变量的高度函数。 活动的黑白电视图像，像点的亮度除了随平面位置变化之外，还随时间变化， 因而是二元空间及时间三个独立变量的函数。
长 的 时 间 隧 道，袅
故障诊断的信号处理方法（PPT）
第二章 故障诊断的信号处理方法
当一台机器出现故障时，会出现各种各样的异常情况，如振动超标、噪声增大、 温度和压力改变等，最早是通过有经验的师傅“听、看、摸”来确定机器是否处于 正常工作状态，很明显，这有着很大的局限性。
现在的人们借助于更先进的各种各样的传感器，来获取更多的有关机器工作状 态的信息，这些信息的载体就是信号。