机械工程测试技术基础讲稿(第三部分).ppt
《机械工程测试技术基础讲稿(第三部分).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械工程测试技术基础讲稿(第三部分).ppt(45页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第三部分授课内容,1.随机信号2.数字信号处理的基本步骤3.离散付里叶变换4.信号数字化出现的问题,非平稳信号:统计特征参数随时间而变化的随机信号。,平稳信号:概率密度函数不随时间而变化的随机信号为严平稳信号,两阶及以下阶次矩不随时间而变化的随机信号为宽平稳信号。,各态历经信号:任一单个样本函数的时间平均统计特征等于该过程集合平均统计特征。,非各态历经信号:某一单个样本函数的时间平均统计特征不等于该过程集合平均统计特征。,不能用确定的数学关系式表达,不能预测未来任何,瞬时的精确值,但其值的变化服从统计规律。因此,可,通过数理统计、概率论的方法进行描述。,定义和分类,几个重要的概念,样本函数:按
2、时间历程所作的各次长时间观测记 录;,样本记录:按时间历程所作的各次有限时间观测 记录;,随机过程(信号):全部样本函数的集合(总体);,集合平均:将集合中所有样本函数对某一时刻的 观测值取平均;,时间平均:按单个样本的时间历程进行平均。,0,0,0,0,0,x,1,(,t,),x,2,(,t,),x,3,(,t,),x,4,(,t,),x,5,(,t,),t,1,t,2,t,t,t,t,t,随机信号的描述方法,时域描述方法,矩,概率密度函数,原点矩(如均值、均方值等),中心矩(如均方差等),联合矩(如互相关函数、协方差函数等),频域描述方法:功率谱、能量谱,主要特征参数,均值及其估计值(各态
3、历经随机信号),估计值:,表示信号的常值分量。,定义式:,方差及其估计值(各态历经随机信号),估计值:,定义式:,表示信号的波动分量。另外,方差的正平方根称为标准差。,均方值及其估计值(各态历经随机信号),估计值:,描述随机信号的强度,均方值的正平方根称为均方根值。,定义式:,均值、方差和均方值之间的相互关系,概率密度函数PDF,定义:概率密度函数表示信号幅值落在指定区间 内的概率。,对长度为T的随机信号样本记录,x(t)瞬时幅值落在(x,x+x)区间内的总时间为:,当样本记录长度T趋于无穷时,将趋于x(t)的幅值落在区间(x,x+x)的概率。即:,当x0时,可定义概率密度函数为:,概率密度函
4、数提供了随机信号的幅值分布信息,是随机信号的主要特征参数之一。不同的随机信号有不同的概率密度函数图形,可以借此来识别信号的性质。,宽带随机信号(正态分布),正弦信号,正弦信号加随机噪声(马鞍型),窄带随机信号(正态分布),在实际应用中,当不知道所处理的随机数据服从何种分布时,可以用统计概率分布图和直方图来,估计p(x)。如果知道信号的概率密度函数,则:,例:求正弦信号的概率密度函数。,解:设正弦信号为,幅值为x和x+x的,和,因此,在一个周期T内,x(t)瞬时幅值落在(x,x+x),内的总时间为,时刻分别为,可得概率及概率密度函数分别为,-A,A,数字信号处理系统框图,A/D,数字信号处理系统
5、特点,时域和频域都必须离散化;,具有以下特有的几个基本过程,模拟信号,时域采样,频域离散,量化,截断,处理,抽样信号,数字信号,离散频谱,正变换,反变换,FT的定义式为,由于其连续的形式,不可能在数字系统中得到应用,必须离散化。因此,有DFT(Discrete Fourier Transform)。,设时域采样周期为Ts,进行时域离散化,得信号序列,同时,以 为频率间隔进行频域离散化,得离散频谱,存在以下关系,因此,有,代入FT的定义式,得,将Ts和f 归一化,得,离散傅里叶变换(DFT)定义式,DFT是离散信号分析的有力工具,但是,这种方法的特点是计算工作量很大,实际应用起来很是困难。在19
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械工程 测试 技术 基础 讲稿 第三 部分
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5991197.html