《工程测试与信号处理》课程教学课件（讲稿）第二章 工程信号及分析方法基础

工程测试与信号处理第2章工程信号及分析方法基础学习要求：1.了解工程信号的分类方法2.掌握工程信号时域波形分析方法3.掌握工程信号频域频谱分析方法4.了解典型激励信号的特性

学习要求： 1.了解工程信号的分类方法 2.掌握工程信号时域波形分析方法 3.掌握工程信号频域频谱分析方法 4.了解典型激励信号的特性 第2章 工程信号及分析方法基础 工程测试与信号处理

2.1概述信号一一是信息的载体，是工程测试的对象。是发现规律及彼此间的联系的依据工程测试中需考虑的问题：①不失真的将被测信号反映出来②测量系统要具有高的性价比失真：测量系统的响应与激励的不一致性理想的系统：测量系统的响应能真实地再现输入的变化，或者是测量系统的响应是激励的相似量。y(t)x(t)测试系统激励响应

2.1 概 述 信号－－是信息的载体，是工程测试的对象。是发 现规律及彼此间的联系的依据。 工程测试中需考虑的问题： ①不失真的将被测信号反映出来 ②测量系统要具有高的性价比 ●失真：测量系统的响应与激励的不一致性。 理想的系统：测量系统的响应能真实地再现输入的 变化，或者是测量系统的响应是激励的相似量

2.1概述测量系统不失真测量与下列因素有关：①与测量系统的特性有关（下一章讨论）：②与被测信号的频率有关。信号分析：运用数学工具对信号加以分析研究，提取有用的信号，从中得到一些对工程有益的结论和方法。信号分析的主要作用：1)测前准备：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

2.1 概 述 测量系统不失真测量与下列因素有关： ①与测量系统的特性有关（下一章讨论）； ②与被测信号的频率有关。 ●信号分析： 运用数学工具对信号加以分析研究，提取有用 的信号，从中得到一些对工程有益的结论和方法。 信号分析的主要作用： ① 测前准备： 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

2.1 概述②测后分析：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。3③测试系统特性分析选择具有合适特性的信号，去激励测试系统以求其响应，从而获取系统特性

②测后分析： 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。 ③测试系统特性分析 选择具有合适特性的信号，去激励测试系统以求其 响应，从而获取系统特性。 2.1 概 述

2.2信号的分类与描述对于不同信号，可以从不同角度进行分类。在动态测试中，可将信号作为时间函数来研究。按能否用确定的时间函数关系描述，可将信号分为确定性信号和随机信号两大类，常用信号分类关系如图。信号随机信号确定性信号平稳随机非周期非平稳随机周期瞬态准周期复合周期正弦周期

2.2 信号的分类与描述 对于不同信号，可以从不同角度进行分类。在动态测试 中，可将信号作为时间函数来研究。按能否用确定的时间 函数关系描述，可将信号分为确定性信号和随机信号两大 类，常用信号分类关系如图

42.2信号的分类与描述确定性信号：确定性信号是能用确定的数学关系式描述的信号。，例：单自由度质量弹簧系统作无阻尼自由振动时的位移Ax(t) = x.cos(/kt + Pox(t)mo特点：给定一个时间值就可得到一个确定的函数值。分类：根据信号的波形是否重复再现1777777可分为：周期信号、非周期信号

2.2 信号的分类与描述 •  确定性信号：确定性信号是能用确定的数学关系式描述的 信号 。 • 例：单自由度质量弹簧系统作无阻尼自由振动时的位移 0 0  ( ) cos( ) k m x t = x t +j • 特点：给定一个时间值就可得到一个 确定的函数值。 • 分类：根据信号的波形是否重复再现 可分为：周期信号、非周期信号

2.2信号的分类与描述周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号1X(t+nT)x(t)=O简单周期信号复杂周期信号200-12000.099609

2.2 信号的分类与描述

2.2信号的分类与描述由若干频率Out之比为有理数的正弦信360r/min号组合而成的复杂周期信号。图2.1-3某钢厂减速机振动测点布置图3.2A/opardury1.t-1.6-3.20.10.20.30.50.70.900.40.60.8time/s

2.2 信号的分类与描述 由若干频率 之比为有理 数的正弦信 号组合而 成的复杂周 期信号

2.2信号的分类与描述b）非周期信号：在不会重复出现的信号。1000100e准周期信号：由多个周期信号合成，但各信号频率不成公倍数。如：x(t)=sin(t)+sin(/2.t)120200瞬态信号：持续时间有限的信号：如x(t)=e-Bt.Asin(2*pi*f*t)

2.2 信号的分类与描述

2.2信号的分类与描述瞬态信号（时限信号）特点：只在有限的时域取值，而在其余时域数值为0。瞬态量与周期信号相比：周期为无穷大。t(t)XX+-ttt（瞬态量例2）（瞬态量例1）（瞬态量例3）

2.2 信号的分类与描述 瞬态信号(时限信号) 特点：只在有限的时域取值，而在其余时域数值为０。 瞬态量与周期信号相比：周期为无穷大。 x（t） x（t） １ t  （瞬态量例１） x（t） t  （瞬态量例２） t  （瞬态量例３）