30、信号分析方法与实例

信号分析方法与实例

1. 信号转换与振动测量

在信号处理中， num2str 语句可将数值转换为字符串，而 legend 用于设置图例。以状态监测演示试验台两个轴承座的振动测量为例，在不同转速和阶梯式升速过程中，以采样率 $f_s = 51200$ 测量值/秒记录左轴承座加速度计的信号。这些信号以加速度随时间的形式绘制，同时在图例中显示有效值（RMS）、功率平均值和整个信号的直流分量。

对三个时间信号的评估表明，信号振幅、RMS 值、功率平均值和直流分量之间的关系与正弦信号不同。最初，RMS 值与可见信号振幅相比低得惊人。较高的转速会导致信号振幅、RMS 值和功率平均值升高。对整个阶梯式升速过程计算单个值不会产生有意义的结果，因为计算出的单个数值是对数据的大幅缩减，它代表的是整个测量期间的平均值。因此，为了描述信号随时间的变化，需要将时间信号划分为时间段。

测量设置如下：
1. 驱动电机
2. 扭矩测量轴
3. 带温度测量点的左轴承座
4. 有径向跳动的轴
5. 带温度测量点的右轴承座
6. 磁粉制动器

2. 包络线分析

2.1 移动 RMS 值

式 14.4 中描述的移动 RMS 值是包络线方法之一。它在模拟电平表中实现，并用于数字测量技术，特别是用于时间信号的实时可视化。但将其应用于长时间信号时计算量较大，需要较长的计算时间。

移动 RMS 值的每个单独值是信号段在 $\tau = 0.125$ 秒内的 RMS 值，该信号段用 $e^{-\frac{(t - \xi)}{