本書詳細論述了實現振動信號測試、分析、處理的基礎知識，并提供各種應用實例，還詳細論述了實現振動信號測試、分析、處理的軟硬件系統和算法。全書共8章，主要包括：緒論，振動測試傳感器，振動測試系統，振動信號處理基礎，振動信號時域處理，振動信號頻域處理，基于虛擬儀器的振動信號處理，振動信號采集及處理。本書提供配套電子課件。 本書可為從事振動相關研究的專業人士提供參考，也可作為高等院校相關專業的本科生和研究生的參考書。
盛美萍，博士，西北工業大學航海學院教授。兼任教育部環境科學與工程教學指導委員會委員、船舶減振降噪重點實驗室學術委員會委員、陜西省質量技術監督科技委NQI_S專業委委員、陜西省環境科學學會理事、《中國艦船研究》編委等。承擔973、預研、國家基金等研究任務。獲得省部級科研成果5項。獲中國青年科技獎、中國青年女科學家獎等榮譽和獎勵。
目 錄
第1章 緒論 1
第2章 振動測試傳感器 2
2．1 振動的描述 2
2．2 質點振動系統 3
2．2．1 無阻尼系統的自由振動 3
2．2．2 有阻尼系統的衰減振動 4
2．2．3 質點的強迫振動 6
2．3 工程振動測試方法 7
2．4 常用振動傳感器 8
2．4．1 電動式傳感器 8
2．4．2 電渦流式位移傳感器 9
2．4．3 電感式傳感器 9
2．4．4 電容式傳感器 10
2．4．5 壓電式加速度傳感器 10
2．4．6 壓電式力傳感器 11
2．4．7 阻抗頭 11
2．4．8 電阻應變式傳感器 12
2．4．9 激光測振儀 12
第3章 振動測試系統 14
3．1 激振系統 14
3．1．1 激振信號分類 14
3．1．2 激振器 17
3．1．3 沖擊錘 18
3．2 壓電式加速度傳感器測量系統 18
3．3 電渦流位移傳感器測量系統 19
3．4 傳感器的安裝方式 21
3．5 振動測試儀器校準 21
3．5．1 分部校準與系統校準方法 22
3．5．2 絕對校準法 23
3．5．3 相對校準法 23
3．6 振動測試系統中的常見問題 24
3．6．1 系統噪聲與抑制 24
3．6．2 信號的隔離與屏蔽 25
3．6．3 信號失真問題 25
第4章 振動信號處理基礎 27
4．1 振動信號的特性分析與分類 27
4．1．1 振動信號的定義 27
4．1．2 振動信號的特性與分類 27
4．2 振動信號處理的一般方法 29
4．2．1 信號預處理常用方法 29
4．2．2 振動信號的時域處理方法 30
4．2．3 振動信號的頻域處理方法 30
4．3 振動信號處理的高級方法 30
第5章 振動信號時域處理 31
5．1 時域統計分析 31
5．1．1 時域統計分析的概述 31
5．1．2 時域統計分析常用參數及指標 31
5．2 相關分析 32
5．2．1 自相關分析的原理、算法及實現 33
5．2．2 自相關消噪和周期提取實驗 37
5．2．3 互相關分析的原理、算法及實現 39
5．2．4 互相關測速仿真實驗 41
5．3 積分和微分變換 42
5．3．1 積分和微分的基本原理 43
5．3．2 積分和微分在振動信號處理中的應用 43
第6章 振動信號頻域處理 44
6．1 頻域處理簡介 44
6．2 傅里葉變換 44
6．3 功率譜密度函數 44
6．3．1 自功率譜分析的原理、算法、實現及應用 45
6．3．2 互功率譜分析的原理及算法 46
6．4 頻率響應函數與相干函數 47
6．4．1 頻響函數分析的原理及算法 47
6．4．2 相干函數分析的原理及算法 49
6．5 窗函數在振動信號處理中的實現與應用 51
6．5．1 加窗對振動信號處理的影響 51
6．5．2 常用窗函數的特性分析與對比 52
6．5．3 窗函數的選取原則 54
6．5．4 窗函數選擇實驗 54
6．6 三分之一倍頻程分析的原理、算法、實現與應用 56
6．6．1 三分之一倍頻程分析的原理 56
6．6．2 三分之一倍頻程分析的算法 57
6．6．3 三分之一倍頻程分析的實現 58
6．6．4 高斯白噪聲的三分之一倍頻程分析實驗 59
6．7 倒頻譜分析的原理、算法、實現與應用 61
6．7．1 實倒譜分析的原理、算法、實現 62
6．7．2 復倒譜分析的原理及算法 63
6．7．3 倒頻譜分析進行故障檢測的仿真實驗 64
6．7．4 倒頻譜分析的優越性 66
第7章 基于虛擬儀器的振動信號處理 67
7．1 虛擬儀器 67
7．1．1 虛擬儀器的概念 67
7．1．2 實驗室虛擬儀器工程平臺 68
7．2 基于虛擬儀器的振動信號時域處理 69
7．2．1 時域統計分析 69
7．2．2 相關分析 72
7．3 基于虛擬儀器的振動信號頻域處理 81
7．3．1 加窗處理 81
7．3．2 三分之一倍頻程處理 84
7．3．3 倒譜處理 88
7．4 本章小結 91
第8章 振動信號采集及處理 92
8．1 阻抗參數測試 92
8．1．1 機械阻抗理論 92
8．1．2 隔振器阻抗參數測試原理 93
8．1．3 隔振器阻抗參數測試系統及振動信號采集 94
8．1．4 基于虛擬儀器的隔振器阻抗測試平臺 96
8．2 阻尼測試 103
8．2．1 阻尼測試原理 103
8．2．2 阻尼測試系統及振動信號采集 105
8．2．3 穩態方法的信號處理 107
8．2．4 瞬態方法的信號處理 110
附錄A 振動測試相關標準 116
附錄B 阻尼材料 阻尼性能測試方法GB/T 18258-2000 118
附錄C 振動與沖擊 機械導納的試驗確定 125
附錄D 聲學與振動 彈性元件振動一聲傳遞特性 實驗室測量方法 140
參考文獻 160
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