數字訊號處理——振動篇
阿新 • • 發佈：2019-02-19
振動訊號處理的基本原理是在被測物件上加一激振力，做為輸入訊號，在測量點上監測輸出訊號。輸出訊號與輸入訊號之比稱為由被測物件所構成的系統的傳遞函式（或稱轉移函式）。根據得到的傳遞函式進行所謂模態引數識別，從而計算出系統的模態剛度、模態阻尼等主要引數，這樣就建立起系統的數學模型，進而可以做出結構的動態優化設計。這些工作均可利用數字處理器來進行。這種分析和處理方法一般稱為模態分析。實質上，它就是訊號處理在振動工程中所採用的一種特殊方法。 下面是振動訊號處理需要的基礎知識點：
取樣定理：取樣頻率fs至少為所測訊號最高頻率的2倍，工程上一般選擇2.56倍以上。根據奈奎斯特取樣定理，取樣速率必須是訊號頻率的兩倍以上，取樣頻率越高，時間軸上的訊號分辨力就越高，所獲得的訊號就越接近原始訊號，在頻譜上展現的頻帶就越寬。
取樣時間間隔：1/fs；
頻率間隔：fs/N，N為FFT點數；
峰峰值：波峰與波谷的差值，常用來評價位移；
均方根值：有效值，常用來評價速度、加速度；FFT點數：做一次FFT變換所採集的點數；
取樣時間：FFT點數/取樣率；
頻率解析度：取樣時間的倒數，取樣率/FFT點數，等於頻率間隔；
時域：均方根值，峰峰值；
頻域：測速度——顯示幅值譜RMS
測位移——顯示幅值譜peak
四種頻譜形式：幅值譜peak：反映訊號諧波的單峰值；
幅值譜RMS：反映訊號諧波的有效值；
功率譜：反映訊號諧波的能量，等於有效值的平方；
功率譜密度：反映隨機訊號的頻譜能量分佈；
時域圖可以得出時域速度曲線，橫座標是將取樣點進行量化用時間來表示， 每一點的時間為 t=i*1000/fs (ms),0<t<N，間隔為1/fs；頻域圖通過FFT變換可以得到頻譜圖，由於FFT具有對稱性，取樣點只取實際取樣點的一半，即FFT點數N/2，橫座標是用頻域來表示，頻域間隔等於頻域解析度，即fs/N，每一點處的頻域為Frequency = i*fs/N， 0<i<N/2 。