振动信号处理PPT课件
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《振动信号分析方法》课件
2
频域分析的方法
常用的频域分析方法包括傅里叶变换、滤波、谱分析等。
3
操作和实例
通过实例演示如何使用频域分析方法来解释和理解振动信号。
振动信号的数据采集和处理
常见的数据采集方式
振动信号可以通过传感器进 行实时数据采集。
采集后的数据处理方法
采集到的振动信号可以通过 滤波、去噪等方法进行数据 处理。
时间序列数据、频谱数 据的可视化方法
总结与展望
振动信号分析方法的意 义和应用前景
振动信号分析方法在工程领 域具有广泛的应用前景。
后续深入学习和研究的 推荐资源
推荐一些深入学习和研究振 动信号分析方法的资源。
Q&A交流和应用案例分 享
为学习者提供问答交流和实 际应用案例分享的机会。
Байду номын сангаас
时间域分析方法
1
时域的基本概念和原理
时域分析是通过观察信号的时间变化来
时域分析的方法
2
研究信号的特性。
常用的时域分析方法包括时域图、自相
关函数、互相关函数等。
3
操作和实例
通过实例演示如何使用时域分析方法来 解释和理解振动信号。
频域分析方法
1
频域的基本概念和原理
频域分析是通过观察信号的频率分布来研究信号的特性。
《振动信号分析方法》 PPT课件
振动信号分析方法的课件将介绍振动信号的基本概念和特点，以及振动信号 分析方法的重要性。
振动信号的特性
周期性和非周期性振动信号
振动信号可能是周期性的，也可能是非周期性的。
定常和非定常振动信号
振动信号可以是定常的，也可以是非定常的。
时域和频域信号分析方式
振动信号处理
3) 通过谐波分量间的相位关系，可检测和表征时间序 列中的非线性，以及辨识非线性系统。
4) 检测和表征信号中的循环平稳性以及分析和处理循环平 稳信号。 高阶循环统计量能自动抑制任何平稳（高斯与非高斯）噪 声的影响。
2。确知信号的矩谱分析
2.1确定性信号的能量与功率 设 {X(k)})(k=0;±1,…为实确知信号,其瞬时功率为 !X(k)!2，总能量为:
➢由于频率与周期成反比，因此反映信号高频成份需要用窄时窗，而 反映信号低频成份需要用宽时窗
6.5时频分布的一般理论
更一般的方法是讨论二维的时频分布方法： 1.几个基本概念 （1）信号的能量
（2）时频分布的基本性质
希望时频分布所具有的性质： ➢时频分布必须是实的（最好是正的）一种能量的表示方式，所以为实的。 ➢时频分布关于时间t和频率f的积分为信号的总能量
第五章时频分析基础及短时傅利叶变换
所谓时变，是指信号的统计特性是随时间变化的。由于平稳信 号只不过是非平稳信号的最简单的例子，所以本章要着重讨论的信 号分析方法对任何信号都是适用的。这类分析方法统称为时频分析 方法，它是在时间—频率域而不是仅在时域或仅在频域上对信号进 行分桥的
6.1非平稳信号的研究领域 傅里叶变换及其反变换建立了时域(信号x(t))和领域(谱x(f))之间的—对一(射)关系。
双谱的性质
(1) 双谱满足以下对称性
(2) 零均值高斯信号的高阶谱(阶数大于2) 等于零。 因此双谱很适宜于分析淹没在高斯噪声中的非高斯信号, 理 论上可以完全抑制噪声, 提取有用信息。 (3) 双谱保留了信号的相位信息, 可以用来描述非线性相位耦合。 使用中常将双谱做归一化处理得到双相干谱
双相干谱的物理意义为: 频率X1 与X2 二次相位耦合产 生的能量在X1+ X2 处总能量中所占的比例。双相干谱 函数的平方, 值在0 与1 之间, 定量描述了二次耦合的程 度。当双相干谱函数的平方值为1时, 表示X1+ X2 处的 能量全部来自X1 与X2 间的相位耦合; 当其值为0 时, 表 示不存在相位耦合。
振动信号分析方法
13号右侧4h和16号右侧4h加速度振动值比较
13号泵右侧 明显偏大!
13号右侧4V和16号右侧4V加速度振动值比较
16号泵右侧
正常
13号右侧4#测点gSE分析
4h测点GSE冲击诊断图谱
gSE值大！
包络波形存在尖峰!
表明存在冲击性故障
4v测点GSE冲击诊断图谱
gSE谱(包络谱)精密诊断
13号右侧泵4通道gSE谱(包络谱)放大图
•gSE值超大已经比较明显，说明故障已经不可忽略，建议做 好维修准备
13号右侧泵4通道圆锥滚子轴承外圈损坏情况
13号右侧泵4通道圆锥滚子轴承滚动体损坏情况
独山子石化乙烯装置 轻烃反应高速反应泵齿轮箱故障
一、高速反应泵概况 二、故障原因分析 三、故障解决方案
1h、1v
电 机
2h、2v
泵
高速反应泵测点示意图
BH500系统应用案例介绍
1、辽阳石化锅炉装置＃1炉乙侧排粉机不 平衡故障 2、高碑店污水处理厂消化泵轴承故障 3、独山子石化乙烯装置轻烃反应高速泵 齿轮箱故障
辽化锅炉装置＃1炉乙侧排粉机
一、排粉机概况 二、故障原因分析 三、故障解决方案
运行状态图
趋势图
测点：GL#1PF2_4h
频谱图
•＃1炉乙侧排粉机的振动4h点水平速度值最大达到4.63mm/s 使用BH500测量显示（如上图）振动一直很大；
采样间隔(△t):时域图中两采样点间的间隔
t 1 f s
采样定理：如果需要分析的最高频率为fmax，那么fs 必须至少是fmax的2倍，工程上，一般取2.56倍。
f s 2.56 ~ 4 f max
采样频率
f s 5120 Hz
《随机振动课件全》课件
01
02
பைடு நூலகம்
03
概率密度函数
描述随机变量取值的概率 分布情况。
自相关函数
描述随机过程某一时刻的 取值与另一时刻取值之间 的相关性。
互相关函数
描述两个随机过程之间的 相关性。
随机振动的频域分析
傅里叶变换
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
频谱分析
通过对频域信号的分析，得到信号中各频率成分的幅值和相位信息。
03 随机振动的测试与实验
测试设备与传感器
测试设备
为了进行随机振动测试，需要选择合适的测试设备，包括振动台、激振器等。这些设备应具备足够的功率和频率 范围，以模拟各种实际环境中的振动情况。
传感器
传感器是用于测量振动的关键设备，包括加速度计、速度传感器和位移传感器等。选择合适的传感器需要考虑其 灵敏度、线性范围和频率响应等参数，以确保准确测量振动数据。
稳定性问题，为实际工程提供理论支持。
随机振动控制与减振
02
研究如何通过控制策略和减振技术降低随机振动对工程结构的
影响，提高结构的抗振性能。
随机振动测试与实验
03
发展先进的测试技术和实验方法，对随机振动进行准确测量和
实验验证，为理论研究提供数据支撑。
未来发展方向与趋势
跨学科交叉研究
将随机振动研究与材料科学、控 制理论、人工智能等领域进行交 叉融合，开拓新的研究领域和应
数据处理与分析
数据处理
在获得原始振动数据后，需要进行一系 列数据处理，包括滤波、去噪、归一化 和平滑处理等。这些处理有助于提取有 用的信息，并消除干扰和异常值对数据 的影响。
VS
结果分析
分析处理后的数据可以帮助理解结构的动 力学特性和行为。分析方法包括频域分析 和时域分析等，可以揭示结构的共振频率 、阻尼比和模态形状等信息。根据分析结 果，可以对结构进行优化或改进设计，以 提高其抗振性能和稳定性。
《振动信号测试》课件
振动信号测试的实 践案例
机械设备的振动信号测试
测试目的：了解机械设备的振动情况，及时发现和排除故障 测试方法：采用振动传感器进行数据采集，分析振动信号的频率、幅值和 相位 测试设备：振动传感器、数据采集器、分析软件等
测试结果：根据振动信号分析结果，判断机械设备的运行状态和故障原因
建筑结构的振动信号测试
滤波器设计：设计 滤波器以提取特定 频率成分
频谱估计：估计信 号的频率成分和强 度
时频域分析
傅里叶变换：将信号从时域转换到 频域
连续小波变换：对信号进行多尺度 分析，提取信号的局部特征
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
短时傅里叶变换：对信号进行局部 分析，提取信号的瞬时频率
经验模态分解：将信号分解为多个 固有模态函数，提取信号的局部特 征和整体趋势
振动信号：物体在受到外力作用下 产生的位移、速度、加速度等物理 量的变化
振动信号的幅值：振动信号的最大 值和最小值之间的差值
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
振动信号的频率：振动信号在一定 时间内的周期性变化
振动信号的相位：振动信号在时间 轴上的位置关系
振动信号测试的目的和意义
目的：通过测 试振动信号， 了解设备的运 行状态和性能
其他领域的振动信号测试
航空航天领域：用于检测飞机、火箭等飞行器的振动情况 汽车领域：用于检测汽车发动机、轮胎等部件的振动情况 建筑领域：用于检测建筑物、桥梁等结构的振动情况 医疗领域：用于检测人体器官、骨骼等部位的振动情况
振动信号测试的挑 战与展望
测试中的干扰与误差来源
环境因素：温度、湿度、电磁 场等
交通运输：监测车辆、船舶、飞机等交通工具的振动情况， 提高安全性和舒适性
脉冲震荡PPT课件
对比不同参数下的脉冲信 号，总结规律和特点。
对实验结果进行解释和讨 论，分析可能的影响因素
。
根据实验结果和分析，得 出关于脉冲震荡特性的结
论。
讨论
探讨脉冲震荡在实际应用 中的潜在价值和作用。
04
脉冲震荡的应用实例
脉冲波在通信领域的应用
脉冲波在通信领域的应用主要涉及雷 达、声呐、无线通信等领域。
声呐则利用水中的脉冲波进行水下目 标的探测和定位，广泛应用于海洋资 源调查、水下考古等领域。
脉冲波的特性包括幅度、宽度、位置 等，这些特性可以通过数学模型进行 描述和计算。
数学上，脉冲波可以用阶跃函数或冲 激函数来表示，这些函数在特定点上 具有无穷大的值，但在其他点上为零 。
脉冲波的特性分析
脉冲波的特性分析是研究脉冲波 的传播规律、性质和应用的重要
手段。
通过分析脉冲波的特性，可以了 解其在不同介质中的传播规律、
02
脉冲震荡的基本原理
波动方程
波动方程是描述波动现象的基本方程，它描述了波动在空间和时间上的变化规律。
在物理学中，波动方程通常采用偏微分方程的形式，表示波在空间中的传播和变化 规律。
波动方程的解可以描述波的形状、传播速度和方向等特性。
脉冲波的数学模型
脉冲波是一种特殊类型的波，其波形 在时间或空间上具有突然的跳跃或突 变。
脉冲震荡的产生与传播
产生
脉冲震荡的产生通常需要外部能量源，如电场、磁场或机械 力等，通过能量转换机制将外部能量转化为介质内部的振动 能量。
传播
脉冲震荡在介质中传播时，会受到介质的阻尼、扩散和吸收 等因素的影响，导致能量逐渐衰减。同时，脉冲震荡的传播 速度与介质的性质有关，取决于介质的密度、弹性模量和热 导率等因素。
信号处理精品PPT课件
第11章 信号处理
11.1 波形调理
波形调理主要用于对信号进行数字滤波和加窗处理。波形调理VI节点位于 “函数选板”→“信号处理”→“波形调理”子选板中，
波形调理子选板
11.1.1 数字FIR滤波器
数字FIR滤波器可以对单波形和多波形进行滤波。如果对多波形进行滤波， 则VI将对每一个波形进行相同的滤波。信号输入端和FIR滤波器规范输入端 的数据类型决定了使用哪一个VI多态实例。
Express VI用于通过滤波器和窗对信号进行处理。在“函数选板 ”→“Express”→“信号分析”子选板中也包含该VI。
滤波器
配置滤波器窗口
11.1.5 课堂练习——对正弦信号进行仿真滤波
演示滤波器Express VI的使用。
前面板
滤波器的配置
程序框图
11.2 波形测量
使用波形测量选板中的VI进行最基本的时域和频域测量，例如直流，平均值， 单频频率/幅值/相位测量，谐波失真测量、信噪比及FFT测量等。波形测量VI在 “函数选板”→“信号处理”→“波形测量”子选板中
幅值和电平测量Express VI
配置幅值和电平测量
11.3 信号处理
使用信号运算选板中的VI进行信号的运算处理。信号运算VI在“函数选 板”→“信号处理”→“信号运算”子选板中。
信号运算选板上的VI节点的端口定义都比较简单，因此使用方法也比较简 单，下面只对该选板中包含的两个Express VI 进行介绍。
11.5 滤波器
使用滤波器VI进行IIR、FIR和非线性滤波。滤 波器选板上的VI可以返回一个通用LabVIEW错误 代码或一个特定的信号处理代码。滤波器VI在“ 函数选板”→“信号处理”→“滤波器”子选板 中。
11.6 谱分析
11.1 波形调理
波形调理主要用于对信号进行数字滤波和加窗处理。波形调理VI节点位于 “函数选板”→“信号处理”→“波形调理”子选板中，
波形调理子选板
11.1.1 数字FIR滤波器
数字FIR滤波器可以对单波形和多波形进行滤波。如果对多波形进行滤波， 则VI将对每一个波形进行相同的滤波。信号输入端和FIR滤波器规范输入端 的数据类型决定了使用哪一个VI多态实例。
Express VI用于通过滤波器和窗对信号进行处理。在“函数选板 ”→“Express”→“信号分析”子选板中也包含该VI。
滤波器
配置滤波器窗口
11.1.5 课堂练习——对正弦信号进行仿真滤波
演示滤波器Express VI的使用。
前面板
滤波器的配置
程序框图
11.2 波形测量
使用波形测量选板中的VI进行最基本的时域和频域测量，例如直流，平均值， 单频频率/幅值/相位测量，谐波失真测量、信噪比及FFT测量等。波形测量VI在 “函数选板”→“信号处理”→“波形测量”子选板中
幅值和电平测量Express VI
配置幅值和电平测量
11.3 信号处理
使用信号运算选板中的VI进行信号的运算处理。信号运算VI在“函数选 板”→“信号处理”→“信号运算”子选板中。
信号运算选板上的VI节点的端口定义都比较简单，因此使用方法也比较简 单，下面只对该选板中包含的两个Express VI 进行介绍。
11.5 滤波器
使用滤波器VI进行IIR、FIR和非线性滤波。滤 波器选板上的VI可以返回一个通用LabVIEW错误 代码或一个特定的信号处理代码。滤波器VI在“ 函数选板”→“信号处理”→“滤波器”子选板 中。
11.6 谱分析
声与振动基础 PPT课件.ppt
第二节 声压的基本概念
➢为了进一步定量研究声波的各种性质， 就需要确定用什么物理量来描述声波过 程，我们知道，连续媒质可以看作是有 许多紧密相连的微小体积元dv组成的物 质系统，这样体积元内的媒质就可以当 作集中在一点，质量等于ρv的质点来处 理，ρ是媒质的密度，但这种质点与刚性 质点不同，因为密度是随时间和坐标而 变化的量。
图1-8 室内声音传播示意图
• 总之，声学是一门与人类生活、生产 和社会活动息息相关的学科，它包含 了科学的、技术的和艺术的内容，是 一门交叉渗透性非常强的学科。交叉 的结果实现了声学的各种各样的分支 学科，也必将在今后的科技发展中发 挥更大的作用。
主要内容
第一章 绪论 第二章 声波的基本性质及传播特性
第一节 声学研究的发展概况
• 现代声学最初发展的分支就是建筑声学和电声学以及 相应的电声测量；以后，随着频率研究范围的扩展， 又发展了超声学和次声学；由于手段的改善，进一步 研究听觉，发展了生理声学和心理声学；由于对语言 和通信广播的研究，发展了语言声学。第二次世界大 战中，开始把超声广泛地用到水下探测，促进了水声 学的发展。与其他学科结合，形成了许多交叉学科。
方程、定律 描述声学现象
发现新的 声学现象
发展新的 预测理论
声学的生命力在于其科学的物理基础
（1）声波的产生机制
• 声学首先要研究的是声波的产生。振动 学是研究声源的理论基础。
• 声学所研究的简谐振动及其在各种物质 中传播的属性是物理学的本质之一。
• 从伽利略的工作到胡克定律的发现，都 是振动学的实验研究。
• 20世纪60年代前后，“噪声控制”作为一门独 特的学科从建筑声学中分离出来，得到迅速发 展，是当前研究的前沿热点之一。
振动信号处理ppt课件
振动信号处理
徐敏强 2012.3
课程主要内容
0. 信号的分类与描述 一、离散傅立叶变换与频谱分析 二、细化选带频谱分析、功率谱及其应用 三、包络分析及其应用 四、短时傅利叶变换 五、Wigner-Ville 分布及其应用 六、小波变换及其应用 七、Hilbert-Huang 变换及其应用 八、时间序列分析
X ( j) x(t)e jtdt
x(t) 1 X ( j)e jtd
2
时域连续函数造成频域是非周期的谱， 而时域的非周期造成频域是连续的谱 密度函数。
连续时间、离散频率—傅里叶级数
X
(
jk0
)
1 T0
T0 / 2 x(t)e jk0tdt
D/A 变换器
ADC
DSP
DAC
模拟 滤波器
PoF
常用序列
(1)
单位取样序列的定义为：
(n)
1 0
n0 n0
其图形如图所示。
(2)
单位阶跃序列的定义为：
U
n
1 0
n0 n0
其图形如图所示。
(3)
矩形序列的定义为
RN
n
1
0
0 n N 1 n 0, n N
X (k) X (N k)
argX (k) argX (N k)
离散傅里叶变换与频谱分析
T 时域采样间隔 fs 时域采样频率 T0 信号记录长度 F0 （频率分辨率）频域采样间隔 N 采样点数 fh 信号最高频率
信号采样参数的关系
fs 2 fh T0 1/ F0 fs 1/ T fs NF0 T0 NT
徐敏强 2012.3
课程主要内容
0. 信号的分类与描述 一、离散傅立叶变换与频谱分析 二、细化选带频谱分析、功率谱及其应用 三、包络分析及其应用 四、短时傅利叶变换 五、Wigner-Ville 分布及其应用 六、小波变换及其应用 七、Hilbert-Huang 变换及其应用 八、时间序列分析
X ( j) x(t)e jtdt
x(t) 1 X ( j)e jtd
2
时域连续函数造成频域是非周期的谱， 而时域的非周期造成频域是连续的谱 密度函数。
连续时间、离散频率—傅里叶级数
X
(
jk0
)
1 T0
T0 / 2 x(t)e jk0tdt
D/A 变换器
ADC
DSP
DAC
模拟 滤波器
PoF
常用序列
(1)
单位取样序列的定义为：
(n)
1 0
n0 n0
其图形如图所示。
(2)
单位阶跃序列的定义为：
U
n
1 0
n0 n0
其图形如图所示。
(3)
矩形序列的定义为
RN
n
1
0
0 n N 1 n 0, n N
X (k) X (N k)
argX (k) argX (N k)
离散傅里叶变换与频谱分析
T 时域采样间隔 fs 时域采样频率 T0 信号记录长度 F0 （频率分辨率）频域采样间隔 N 采样点数 fh 信号最高频率
信号采样参数的关系
fs 2 fh T0 1/ F0 fs 1/ T fs NF0 T0 NT
《信号处理原理》课件
调制解调定义与作用
调制：将信号转换为适合传输的频率或波形 解调：将接收到的信号还原为原始信号 作用：提高信号传输效率，降低干扰和噪声影响 应用：无线通信、广播电视、卫星通信等领域
常见调制解调方式
幅度调制：AM、DSB、SSB等 频率调制：FM、PM等 相位调制：PM、QAM等
正交频分复用：OFDM等 码分复用：CDMA等 多载波调制：MCM等
数字信号 处理算法 的应用： 包括通信、 图像处理、 音频处理 等领域
常见信号处理算法原理
01
傅里叶变换：将信号从时域转换到频域，用 于分析信号的频率成分， 如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等
05
信号识别与分类：如语音识别、图像识别等， 用于识别和分类信号中的特定模式
02
快速傅里叶变换（FFT）：一种高效的傅里叶 变换算法，用于快速计算信号的频谱
04
信号压缩与解压缩：如MP3、JPEG等，用于 减少信号的数据量，便于存储和传输
06
信号增强与恢复：如降噪、去模糊等，用于 改善信号的质量和清晰度
信号处理算法应用实例
语音识别： 将语音信 号转换为 文字
图像处理： 对图像进 行降噪、 增强、分 割等操作
信号处理算法与应 用
数字信号处理算法概述
数字信号 处理算法 的分类： 包括滤波、 变换、压 缩、编码 等
滤波算法： 包括低通 滤波、高 通滤波、 带通滤波 等
变换算法： 包括傅里 叶变换、 离散傅里 叶变换、 小波变换 等
压缩算法：
包
括
Huffman
编码、
LZW编码、
JPEG编码
等
编码算法： 包括线性 编码、非 线性编码、 纠错编码 等
振动传感器的原理及应用ppt课件
给出一个运行状态好坏的评价。仪器这一功 能的增加给给使用人员带来了很大的方便， 也符合国际上开发便携式振动测量仪的潮流。
VIB-5振动测量仪
——上海嘉仪信息科技有限公司
VIB-5振动测量仪具有操作简单，携 带方便等特点，可测量振动的加速度， 速度和位移，并且全部使用触摸式按键 操作。
加速度
测量范围 速 度
振动梁式传感器
下图所示为由石英晶体谐振器构成的振 梁式差压传感器。两个相对的波纹管用来接 收输入压力P1与P2，作用在波纹管有效面 积上的压力差产生一个合力，造成了一个绕 支点的力矩，该力矩由石英晶体的拉伸力或 压缩力来平衡，这样就改变了晶体的谐振频 率。频率的变化是被测压力的单值函数，从 而达到了测量目的。
（3）振动弦式传感器
1. 结构特点 振弦式压力传感器的主要结构如下图所示
（1）振弦 振弦是把待测压力值的变化转变为频率
变化的敏感元件，对传感器的精度、灵敏 度、稳定性起决定的作用。对振弦材料的 要求是：
① 抗拉强度高。 ② 弹性模量大。
③ 磁性和导电性能好。 ④ 线膨胀系数小，尺寸随时间的稳定性好。
位移
加速度
频率范围 速 度
位移
精 度 显 示 电 源 自动关断功 能 体 积 质 量
技术参数 0.1--199.9m/s2（峰值）
0.1--199.9mm/s（真有效值） 0.001--1.999mm（峰峰值） LO档10Hz～1KHz Hi档1KHz～10KHz
10Hz--1000Hz 10Hz--1000Hz （读数值的±5%） ±2个字 3位半液晶显示 电池（6F22）9V 松开按键约60秒种电源自动断 186 x 70 x 32（mm） 约300克
物理指标：
振动测试分析技术 ppt课件
形式：绝对、相对 定位:标记 环境：温度、湿度、方向等
ppt课件
36
§ 3.3振动测试方案
3 测试位置（监测点）
电涡流位移传感器测量轴振动的示意图
ppt课件
37
§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
ppt课件
38
§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
ppt课件
39
§ 3.3 振动测试方案
23ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装24ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装表31测量典型设备时振动传感器的安装法25ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪26ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪27ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪28ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪29ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪图39数据采集器的工作过程30ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪功能参数
表3-2 水电部汽轮机发电机组振动标准(轴承振幅允许值)
转速/rpm
标准/mm
优
良 合格
1500 3000
30
50
70
20
30
50
ppt课件
45
§ 3.2 振动测试方案
5 振动评定标准：
绝对法 （1）以轴承振动位移峰峰值作评定标准：
表3-3 机电部离心风机和压缩机振动标准
标准
转速 / (rmin1)
振动测试的基本参数：幅值、频率和相位
✓ 幅值 幅值是振动强度大小的标志，它可以用不同 的方法表示，如单峰值、有效值、峰—峰值等；
ppt课件
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§ 3.3振动测试方案
3 测试位置（监测点）
电涡流位移传感器测量轴振动的示意图
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§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
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§ 3.3 振动测试方案
3 测试位置（监测点）
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§ 3.3 振动测试方案
23ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装24ppt课件32振动测试的仪器设备传感器的安装表31测量典型设备时振动传感器的安装法25ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪26ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪27ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪28ppt课件32振动测试的仪器设备2数据采集器频谱分析仪29ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪图39数据采集器的工作过程30ppt课件32振动测试的仪器设备22数据采集器频谱分析仪功能参数
表3-2 水电部汽轮机发电机组振动标准(轴承振幅允许值)
转速/rpm
标准/mm
优
良 合格
1500 3000
30
50
70
20
30
50
ppt课件
45
§ 3.2 振动测试方案
5 振动评定标准：
绝对法 （1）以轴承振动位移峰峰值作评定标准：
表3-3 机电部离心风机和压缩机振动标准
标准
转速 / (rmin1)
振动测试的基本参数：幅值、频率和相位
✓ 幅值 幅值是振动强度大小的标志，它可以用不同 的方法表示，如单峰值、有效值、峰—峰值等；
新版振动分析基础讲义1ppt课件
二、现场频谱分析要点………………………………………………… 1、无故障时：随机信号，振动幅值低小，整个振动小…………… 2、有故障时：随机信号+周期信号，振动幅值增大，振动频率域 扩大，振值总值增大 ………………………………………………… 3、频率形态（大小及其变化等）代表故障类型…………………… 4、幅值代表故障劣化程度…………………………………………… 5、确认主要故障和诱发故障…………………………………………
第七节 设备振动标准参考………………………………
一、国际标准化组织标 ……………………………………………… 1、ISO7919-1~5 非往复式机器的机械振动----在旋转轴上的测
量和评价 …………………………… ………………………………… 2、ISO10816-1~6 机械振动----在非旋转部件上测量和评价机器
11、ISO10817-1旋转轴振动测量系统--第一部分： 测量径向方向 相对振动信号和绝对振动信号………………………………………… 12、ISO10817-2 旋转轴振动测量系统 第二部分：信号处理…… 二、有关机器状态监测和故障诊断方面的国际标准…………………
1、ISO13372机器状态监测和故障诊断领域的术语 ……………… 2、ISO13373机器的状态监测和故障诊断--机器的振动监测 …… 机器振动状态监测程序……………………………………………… 机器振动状态监测的数据处理和分析程序………………………… 与机器振动状态监测有关的信息交换的数据通讯格式和方法…… 提供和显示机器振动监测所用的数据的格式………………………
三、无损检测技术 …………………………………………………… 1、渗透探伤法…………………………………………………………
2、磁粉探伤法………………………………………………………… 3、涡流探伤法………………………………………………………… 4、射线探伤法………………………………………………………… 5、光学探伤法………………………………………………………… 四、油液分析技术……………………………………………………… 1、分析式铁谱仪分析技术…………………………………………… 2、直读式铁谱仪分析技术…………………………………………… 3、光谱分析技术……………………………………………………… 五、振动分析技术……………………………………………………… 1、频谱分析技术………………………………………………………
第七节 设备振动标准参考………………………………
一、国际标准化组织标 ……………………………………………… 1、ISO7919-1~5 非往复式机器的机械振动----在旋转轴上的测
量和评价 …………………………… ………………………………… 2、ISO10816-1~6 机械振动----在非旋转部件上测量和评价机器
11、ISO10817-1旋转轴振动测量系统--第一部分： 测量径向方向 相对振动信号和绝对振动信号………………………………………… 12、ISO10817-2 旋转轴振动测量系统 第二部分：信号处理…… 二、有关机器状态监测和故障诊断方面的国际标准…………………
1、ISO13372机器状态监测和故障诊断领域的术语 ……………… 2、ISO13373机器的状态监测和故障诊断--机器的振动监测 …… 机器振动状态监测程序……………………………………………… 机器振动状态监测的数据处理和分析程序………………………… 与机器振动状态监测有关的信息交换的数据通讯格式和方法…… 提供和显示机器振动监测所用的数据的格式………………………
三、无损检测技术 …………………………………………………… 1、渗透探伤法…………………………………………………………
2、磁粉探伤法………………………………………………………… 3、涡流探伤法………………………………………………………… 4、射线探伤法………………………………………………………… 5、光学探伤法………………………………………………………… 四、油液分析技术……………………………………………………… 1、分析式铁谱仪分析技术…………………………………………… 2、直读式铁谱仪分析技术…………………………………………… 3、光谱分析技术……………………………………………………… 五、振动分析技术……………………………………………………… 1、频谱分析技术………………………………………………………
《振动分析案例》课件
这些振动不仅会影响乘客的舒适度，还可能对航空器的结构造成损伤，影响飞行安 全。
因此，对航空器的振动进行分析和减振设计至关重要。
航空器的模态分析
01
模态分析用于确定航空器结构的固有频率和振型。
02
通过模态分析，可以了解航空器在不同频率下的振 动特性，为后续的减振设计提供依据。
03
模态分析通常采用有限元方法进行计算，需要建立 航空器的有限元模型。
制造业
用于检测生产线上各种机械设备的运行状态 ，提高生产效率。
交通运输
用于监测铁路、地铁、高速公路等基础设施 的振动情况，保障交通安全。
02
振动分析基础知识
振动的基本概念
振动
物体在平衡位置附近做周期性往复运动的过程。
振动频率
单位时间内振动循环的次数，表示振动物体往复 运动的快慢程度。
振动幅度
振动物体偏离平衡位置的最大距离，表示振动的 强弱程度。
采用有限元法对建筑结构进行模态分 析，得到了结构的固有频率和模态振 型。
模态分析结果
通过模态分析，发现该高层建筑的低 阶模态频率较低，容易受到外部激励 的影响。
建筑结构的振动响应分析
振动响应分析方法
采用时域法和频域法对建筑结构进行振动响应分析，得到了结构的位移、速度 和加速度响应。
振动响应分析结果
航空器的减振设计
01
根据模态分析的结果，可以针对性地进行航空器的减振设计。
02
常见的减振措施包括改变结构布局、增加阻尼材料、优化连接
方式等。
减振设计需要综合考虑性能、重量、成本等多方面因素，以达
03
到最优的设计效果。
THANKS。
具体控制策略
根据车辆模态分析结果，选择合适的控制方法，设计合理的控制装置和算法，实现对车辆振动的有效控制。例如 ，在悬挂系统、座椅等关键部位安装减震器、阻尼器等装置，优化车辆的动力学特性，提高乘坐舒适性和安全性 。
因此，对航空器的振动进行分析和减振设计至关重要。
航空器的模态分析
01
模态分析用于确定航空器结构的固有频率和振型。
02
通过模态分析，可以了解航空器在不同频率下的振 动特性，为后续的减振设计提供依据。
03
模态分析通常采用有限元方法进行计算，需要建立 航空器的有限元模型。
制造业
用于检测生产线上各种机械设备的运行状态 ，提高生产效率。
交通运输
用于监测铁路、地铁、高速公路等基础设施 的振动情况，保障交通安全。
02
振动分析基础知识
振动的基本概念
振动
物体在平衡位置附近做周期性往复运动的过程。
振动频率
单位时间内振动循环的次数，表示振动物体往复 运动的快慢程度。
振动幅度
振动物体偏离平衡位置的最大距离，表示振动的 强弱程度。
采用有限元法对建筑结构进行模态分 析，得到了结构的固有频率和模态振 型。
模态分析结果
通过模态分析，发现该高层建筑的低 阶模态频率较低，容易受到外部激励 的影响。
建筑结构的振动响应分析
振动响应分析方法
采用时域法和频域法对建筑结构进行振动响应分析，得到了结构的位移、速度 和加速度响应。
振动响应分析结果
航空器的减振设计
01
根据模态分析的结果，可以针对性地进行航空器的减振设计。
02
常见的减振措施包括改变结构布局、增加阻尼材料、优化连接
方式等。
减振设计需要综合考虑性能、重量、成本等多方面因素，以达
03
到最优的设计效果。
THANKS。
具体控制策略
根据车辆模态分析结果，选择合适的控制方法，设计合理的控制装置和算法，实现对车辆振动的有效控制。例如 ，在悬挂系统、座椅等关键部位安装减震器、阻尼器等装置，优化车辆的动力学特性，提高乘坐舒适性和安全性 。
振动信号的处理和分析
机械故障类型： 轴承故障、齿轮 故障、转子不平 衡等
振动信号处理技 术：信号采集、 信号预处理、特 征提取、模式识 别等
地震信号分析
01
02
03
04
地震信号的特点： 频率范围广、信 号强度低、噪声 干扰大
地震信号处理的 方法：滤波、降 噪、特征提取、 模式识别等
地震信号分析的 应用：地震预警、 地震监测、地震 灾害评估等
连续小波变换（CWT）：将信 号分解成一系列小波基的线性 组合，得到信号的时频分布。
离散小波变换（DWT）：将信 号分解成一系列离散小波基的 线性组合，得到信号的时频分 布。
希尔伯特-黄变换（HHT）：将 信号分解成一系列瞬时频率和 瞬时相位的组合，得到信号的 时频分布。
经验模态分解（EMD）：将信 号分解成一系列固有模态函数 （IMF）的线性组合，得到信 号的时频分布。
故障类型识别算法
基于时域特征的识别算法
基于深度学习的识别算法
基于频域特征的识别算法
基于模式识别的识别算法
基于时频域特征的识别算法
基于数据融合的识别算法
0 1
振动信号的采集：使用加速度 计、陀螺仪等传感器进行数据 采集
0 4
模式识别：使用机器学习算法 对振动信号进行分类和识别
实例分析
0 2
信号预处理：对采集到的数据 进行滤波、降噪等处理
数据存储：将采集 到的信号存储到计 算机或存储设备中
采集过程中的影响因素
01
传感器的选择：根据信号类型和频率选择合适的传 感器
02
采样频率：采样频率应满足信号频率的两倍以上
03
采样精度：根据信号精度要求选择合适的采样精度
04
抗干扰能力：采集过程中需要考虑电磁干扰、机械 振动等干扰因素
《振动分析基础讲义》课件
齿轮故障诊断
通过观察振动信号的特征频率 和幅值变化，检测机械齿轮的 故障。
不平衡故障诊断
通过分析振动信号的频谱，判 断机械系统是否存在不平衡问 题。
振动分析实例分析
振动信号采集
使用振动传感器采集到的振动信 号，可以反映机械系统的振动情 况。
频谱分析
通过对振动信号进行频谱分析， 可以确定机械系统的频率分布和 频率特征。
故障诊断
根据振动信号的特征，可以判断 出机械系统可能存在的故障。
振动信号采集与采样
使用振动测量仪采集机械系统的振动信号，，去除噪声和干扰。
时域和频域分析方法
使用时域和频域分析方法对振动信号进行分析，从而了解机械系统的运行状态。
常见的振动故障诊断方法
轴承故障诊断
通过分析振动信号中的频谱和 特征值，判断轴承的健康状态。
《振动分析基础讲义》 PPT课件
本课程将全面介绍振动分析的基础知识，覆盖振动分析的应用、信号处理方 法和常见故障诊断方法。
课程简介
课程目标
学习如何进行有效的振动分 析，掌握振动信号处理的关 键技术。
适用对象
工程师、技术人员和对振动 分析感兴趣的人士。
课程内容
振动分析的基本原理、信号 采集与处理、故障诊断等方 面的知识。
振动分析基础概述
1 什么是振动分析
振动分析是通过对振动信号进行采集、处理和分析，来了解机械系统的运行状态和故障 情况。
2 振动分析的重要性
振动分析可以及早发现机械系统的故障，避免设备停机和不必要的损失。
3 振动分析的应用领域
包括航天航空、汽车制造、能源等领域，适用于各种机械系统的故障诊断。
振动信号处理方法
《振动测量原理》PPT模板课件
(1)机械阻抗与机械导纳 机械阻抗与机械导纳的一般定义为:
机械阻抗 机械导纳
(Z)=
激励 响应
(F ) (R)
（5.23）
(M)= 响应 ( F ) = 1 (5.24)
激励 ( R )
Z
机械系统的激励一般是力，系统的响应
可用位移、速度和加速度来表达，故机械阻抗 和机械导纳又各有三种形式。位移阻抗又称为 动刚度，位移导纳称为动柔度，速度阻抗称 为机械阻抗，速度导纳简称导纳，加速度阻 抗又称为视在质量，加速度导纳又称为机械 惯性。
aarc1t2g( // nn)2
(5.10)
其幅频特性曲线和相频特性曲线分别如图5.7和
图5.5所示。
从图5.4~图5.7可以看出： ① 测振仪在不同工作状态下，其有效工作区域是不
相同的。 在位移计状态下，其工作条件为>>1，即工
作在过谐振区。 对于加速度计来说，其工作条件为<<1，即
工作在亚谐振区。 对于速度计来说，则要求其工作在=1，即谐
设载体的运作为谐振动，即:
则式（5.3）可写成:
z1(t)z1msint,
m dd 2z20t1 cdd0z1 tk0z1 m 2z1msin t（5.4）
考虑这样几种情形下的响应特性：
(1)z01相对于载体的振动位移z1 ，此时相当于
测振仪处于位移计工作状态下。此时幅频特性 和相频特性分别为:
Adzz01m m 1[1(/(n)2/] 2n)2 (2/ n)2 （5.5）
一定的统计规律性。可分为平稳随机振动和非 平稳随机振动。平稳随机振动又包括各态历经 的平稳随机振动和非各态历经的平稳随机振动。
一般来说，仪器设备的振动信号中既包含 有确定性的振动，又包含有随机振动，但对于 一个线性振动系统来说，振动信号可用谱分析 技术化作许多谐振动的叠加。因此简谐振动是 最基本也是最简单的振动。
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A/D 变换器
数字信号 处理器
D/A 变换器
ADC
DSP
DAC
模拟 滤波器
PoF
常用序列
(1)
单位取样序列的定义为：
(n)1 Fra bibliotek0n0 n0
其图形如图所示。
28
(2)
20
频谱图
工程上习惯将频域描述用图形方式表示。 ——以ω为横坐标，bn、an (或cn的实部或虚
部）为纵坐标画图，称为实频－虚频谱图； ——以ω为横坐标，An、(或|cn|、)为纵坐标
画图，则称为幅值－相位谱； ——以ω为横坐标，为纵坐标画图，则称为功 率谱
21
频谱图例
22
【例1】求如图示周期性方波的频谱，其在一个 周期内可表达为
18
傅里叶级数的复指数函数表达形式： 欧拉公式
傅里叶级数的复指数函数表达形式：
19
傅立叶级数的复指数函数表达式表明：
周期信号x(t) 可分解成无穷多个指数分量之和； 而且傅立叶系数Cn完全由原信号x(t) 确定，因 此包含原信号x(t)的全部信息。
Cn称为 x(t) 的复振幅，Cn是关于nw 0 t 的复 变函。它的模和相角表示n次谐波的幅值和相 位信息
6
振动信号分类
随机振动是一种非确定性振动，它只服从一定的 统计规律性。可分为平稳随机振动和非平稳随 机振动。平稳随机振动又包括各态历经的平稳 随机振动和非各态历经的平稳随机振动。
一般来说，仪器设备的振动信号中既包含有确定 性的振动，又包含有随机振动，但对于一个线 性振动系统来说，振动信号可用谱分析技术化 作许多谐振动的叠加。因此简谐振动是最基本 也是最简单的振动
10
连续时间信号与离散时间信号
1) 连续时间信号:在所有时间点上有定义,幅值可连续或 离散（模拟信号、量化信号）
2）离散时间信号：在若干时间点上有定义,幅值可连续 或离散（采样信号、数字信号）
11
信号的描述 信号的时域描述：
以时间为独立变量，描述信号随时间的变化特征，反 映信号幅值随时间变化的关系
点； ——函数的极值点有限； ——函数是绝对可积的；
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傅里叶级数的三角函数表达形式：
17
傅立叶级数的三角函数表达式表明：
——周期信号可以用一个常值分量a0和无限多 个谐波分量之和表示；
——A1cos(ω0t-ϕ1)为一次谐波分量（或称基 波），基波的频率与信号的频率相同，高次谐 波的频率为基频的整倍数。
频率图例如：振动信号波形和频谱
13
信号的时频域描述
描述信号在不同时间和频率的能量密度或强度，是非 平稳随机信号分析的有效工具。
可以同时反映其时间和频率信息，常用于图像处理、 语音处理、医学、故障诊断等信号分析中。
典型的时频分析方法有：小波变换、短时傅立叶变换 等。
信号的各种描述方法提供了从不同角度观察和分析信 号的手段，可以通过一定的数学关系相互转换。
教学目的
了解各种信号处理方法的特点 能够根据实际情况正确使用信号处理方法
3
一、信号的分类及描述
信号: 定义为一个或多个独立变量的函数, 该函 数含有物理系统的信息或表示物理系统状态或 行为
信号表示：数学解析式、图形 信息: 表示对一个物理系统状态或特性的描述。
4
振动信号分类
14
第一部分 频域信号处理
1.1 傅里叶级数 频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变
换为频域信号X(f)。
15
周期信号的频谱分析
傅立叶级数——周期信号分析的理论基础——任何周 期信号都可以利用傅里叶级数展开成多个乃至无穷多 个不同频率的谐波信号的线性叠加。
Dirichlet条件（在一个周期内满足） ——函数或者为连续的，或者具有有限个第一类间断
波形图：时间为横坐标的幅值变化图，可计算信号的 均值、均方值、方差等统计参数。
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信号的频域描述
应用傅里叶变换，对信号进行变换（分解），以频率 为独立变量，建立信号幅值、相位与频率的关系 频谱图：以频率为横坐标的幅值、相位变化图幅值谱： 幅值—频率图功率谱：功率—频率图相位谱：相位—
解：由图可知，该信号为奇函数，因此a0＝0，an＝0
周期性方波可写成
23
24
周期信号频谱的特点
离散性：周期信号的频谱是离散谱； 谐波性：每个谱线只出现在基波频率的整数倍
上，基波频率是诸分量频率的公约数； 收敛性：一般周期信号展开成傅立叶级数后，
在频域上是无限的，但从总体上看，其谐波幅 值随谐波次数的增高而减小。因此，在频谱分 析中没有必要取次数过高的谐波分量。
7
1）周期信号：按一定时间间隔重复出现的信 号x(t)=x(t+nT)
8
2）非周期信号：不会重复出现的信号
准周期信号:由多个周期信号合成，但各信号周期没有最小公倍数。 如：x(t) = sin(t)+sin(√2.t)
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3)随机信号：不能用数学式描述，其幅值、相 位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机 过程。
机械振动
确定性 的的
周期的
非周期 的
随机的
平稳的
非平稳 的
简谐振 动
5
复杂周期 振动
准周期 振动
瞬态和冲 击
各态历经 非各态历
的
经
振动信号分类
振动信号按时间历程的分类如图所示，即将振动 分为确定性振动和随机振动两大类。 确定性振动可分为周期性振动和非周期性振动。周期性
振动包括简谐振动和复杂周期振动。 非周期性振动包括准周期振动和瞬态振动。 。
振动信号处理
徐敏强 2012.3
1
课程主要内容
2
0. 信号的分类与描述 一、离散傅立叶变换与频谱分析 二、细化选带频谱分析、功率谱及其应用 三、包络分析及其应用 四、短时傅利叶变换 五、Wigner-Ville 分布及其应用 六、小波变换及其应用 七、Hilbert-Huang 变换及其应用 八、时间序列分析
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1.2离散富里叶变换
1。信号的离散化 取样： 将连续信号变成离散信号有各种取样方法，其
中最常用的是等间隔周期取样，即每隔固定时 间T取一个信号值，如图2-1所示。其中T称为 取样周期，T的倒数称为取样频率或取样率。 记为
fS=1/T
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前置预 滤波器
PrF
27
x(n)
y(n)