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数字信号处理——振动篇

数字信号处理——振动篇

振动信号处理的基本原理是在被测对象上加一激振力,做为输入信号,在测量点上监测输出信号。输出信号与输入信号之比称为由被测对象所构成的系统的传递函数(或称转移函数)。根据得到的传递函数进行所谓模态参数识别,从而计算出系统的模态刚度、模态阻尼等主要参数,这样就建立起系统的数学模型,进而可以做出结构的动态优化设计。这些工作均可利用数字处理器来进行。这种分析和处理方法一般称为模态分析。实质上,它就是信号处理在振动工程中所采用的一种特殊方法。 下面是振动信号处理需要的基础知识点:             采样定理:采样频率fs至少为所测信号最高频率的2倍,工程上一般选择2.56倍以上。根据奈奎斯特采样定理,采样速率必须是信号频率的两倍以上,采样频率越高,时间轴上的信号分辨力就越高,所获得的信号就越接近原始信号,在频谱上展现的频带就越宽。
       采样时间间隔:1/fs;
      频率间隔:fs/N,N为FFT点数;
      峰峰值:波峰与波谷的差值,常用来评价位移;
     均方根值:有效值,常用来评价速度、加速度;
      FFT点数:做一次FFT变换所采集的点数;
      采样时间:FFT点数/采样率;
     频率分辨率:采样时间的倒数,采样率/FFT点数,等于频率间隔;

     时域:均方根值,峰峰值;
    频域:测速度——显示幅值谱RMS
    测位移——显示幅值谱peak

四种频谱形式:
     幅值谱peak:反映信号谐波的单峰值;
     幅值谱RMS:反映信号谐波的有效值;
     功率谱:反映信号谐波的能量,等于有效值的平方;
     功率谱密度:反映随机信号的频谱能量分布;

         时域图可以得出时域速度曲线,横坐标是将采样点进行量化用时间来表示, 每一点的时间为 t=i*1000/fs (ms),0<t<N,间隔为1/fs;频域图通过FFT变换可以得到频谱图,由于FFT具有对称性,采样点只取实际采样点的一半,即FFT点数N/2,横坐标是用频域来表示,频域间隔等于频域分辨率,即fs/N,每一点处的频域为Frequency = i*fs/N, 0<i<N/2 。
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