本書從工科特別是自動化專業(yè)的本科及研究生教學(xué)需求出發(fā)，針對性地結(jié)合工業(yè)企業(yè)控制監(jiān)測等過程中的信號處理而編寫組織內(nèi)容的，并兼顧傳承與發(fā)展，探討模擬及數(shù)字信號處理算法及原理，模擬傅立葉級數(shù)展開，到離散傅立葉變換，以及Z變換，給予理論及實(shí)例闡述，進(jìn)一步分析離散信號的快速傅里葉變化，隨后探討模擬與數(shù)字濾波器的構(gòu)建理論及方法，最后簡單介紹新的信號分析處理方法，比如EMD分解，以及我們最新的研究成果全矢譜技術(shù)及其在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用案例，具有鮮明的啟蒙和引領(lǐng)特色。
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目錄
前言
第1章 緒論1
1.1 DSP的基本概念1
1.2 DSP系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)2
1.3振動信號及其基本描述3
1.3.1周期振動信號的合成和分解4
1.3.2非周期振動信號的性質(zhì)10
1.4信號處理的應(yīng)用11
1.4.1在結(jié)構(gòu)振動和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用11
1.4.2在產(chǎn)品質(zhì)量和自動控制中的應(yīng)用11
1.4.3在結(jié)構(gòu)監(jiān)測和故障診斷中的應(yīng)用12
第2章 信號的分類與測量13
2.1振動信號處理的基本概念和作用13
2.2信號的分類14
2.3信號的測量15
2.3.1傳感器的分類16
2.3.2傳感器的選擇原則17
2.3.3常見振動信號測試傳感器17
習(xí)題21
第3章 振動信號的處理22
3.1信號的放大22
3.1.1運(yùn)算放大器22
3.1.2測量放大器23
3.1.3電荷放大器24
3.2信號的濾波25
3.2.1理想模擬濾波器25
3.2.2實(shí)際模擬濾波器及其基本參數(shù)27
3.3信號的調(diào)制與解調(diào)29
3.3.1幅度調(diào)制29
3.3.2頻率調(diào)制34
3.4信號的數(shù)字化方法36
3.4.1采樣、混頻和采樣定理36
iv振動信號處理與數(shù)據(jù)分析
3.4.2量化和量化誤差38
3.4.3截?cái)�、泄漏和窗函�?shù)38
3.4.4選擇模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的基本技術(shù)指標(biāo)40
習(xí)題41
第4章 線性信號分析算法43
4.1傅里葉變換43
4.1.1傅里葉級數(shù)43
4.1.2傅里葉積分44
4.1.3離散傅里葉變換的性質(zhì)45
4.1.4卷積與相關(guān)函數(shù)49
4.2快速傅里葉變換51
4.2.1時(shí)間抽取基-2FFT算法51
4.2.2頻率抽取基-2FFT算法56
4.2.3基-4FFT算法58
4.2.4分裂基FFT60
4.2.5進(jìn)一步減少運(yùn)算量的措施(蝶形算法)63
4.3序列的Z變換64
4.3.1Z變換的定義64
4.3.2序列特征對收斂域的影響65
4.3.3逆Z變換68
4.3.4Z變換的性質(zhì)72
4.4希爾伯特變換74
4.4.1希爾伯特變換的定義74
4.4.2希爾伯特交換的性質(zhì)76
4.4.3希爾伯特變換表77
習(xí)題79
第5章 振動信號的時(shí)域處理82
5.1時(shí)域波形的合成分解82
5.1.1穩(wěn)態(tài)分量與交變分量82
5.1.2偶分量與奇分量83
5.1.3實(shí)部分量與虛部分量83
5.1.4正交函數(shù)分量84
5.2時(shí)域統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)處理方法84
5.2.1有量綱型的幅值參數(shù)84
5.2.2無量綱型參數(shù)85
5.2.3高階統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)87
5.3信號的幅值分布特性89
5.3.1概率密度定義89
5.3.2二維聯(lián)合概率密度函數(shù)91
5.3.3典型信號的概率密度函數(shù)92
5.4相關(guān)分析方法及其應(yīng)用95
5.4.1相關(guān)函數(shù)95
5.4.2自相關(guān)函數(shù)性質(zhì)及其應(yīng)用97
5.4.3互相關(guān)函數(shù)性質(zhì)及其應(yīng)用99
習(xí)題101
第6章 振動信號的頻域處理方法及其應(yīng)用102
6.1頻譜分析方法102
6.1.1確定性信號的頻譜102
6.1.2離散傅里葉變換與快速傅里葉變換109
6.1.3隨機(jī)信號的功率譜密度112
6.2功率譜方法的應(yīng)用117
6.2.1從經(jīng)典譜估計(jì)到現(xiàn)代譜估計(jì)117
6.2.2譜估計(jì)的參數(shù)模型方法118
6.2.3 AR模型的Yule-Walker方程121
6.2.4 AR模型的穩(wěn)定性及其階的確定122
6.2.5 AR譜估計(jì)的性質(zhì)125
6.2.6 AR模型參數(shù)提取方法130
6.2.7 MA和ARMA模型譜估計(jì)135
6.3倒頻譜分析方法138
6.3.1倒頻譜的概念138
6.3.2倒頻譜與解卷積139
6.3.3倒頻譜的應(yīng)用140
6.4細(xì)化譜分析方法141
習(xí)題143
第7章 振動信號的時(shí)頻域分析方法及其應(yīng)用144
7.1時(shí)頻分析的基本概念144
7.2信號的時(shí)寬與帶寬146
7.2.1時(shí)寬和帶寬的概念146
7.2.2不確定原理148
7.3信號分解149
7.3.1信號分解的概念149
7.3.2信號的正交分解151
7.4短時(shí)傅里葉變換152
7.4.1連續(xù)信號的短時(shí)傅里葉變換152
7.4.2離散信號的短時(shí)傅里葉變換154
7.5小波分析方法及其應(yīng)用155
7.5.1小波變換的定義155
7.5.2小波變換的特點(diǎn)157
7.5.3離散小波變換160
7.5.4振動信號處理中常用的小波160
習(xí)題163
第8章 振動信號的其他處理方法及其應(yīng)用164
8.1經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥椒?64
8.1.1 EMD的基本概念164
8.1.2 EMD方法原理166
8.1.3 EMD方法的特點(diǎn)168
8.1.4 EMD方法的應(yīng)用170
8.2循環(huán)統(tǒng)計(jì)量方法171
8.2.1振動信號的非平穩(wěn)性和循環(huán)平穩(wěn)性172
8.2.2循環(huán)平穩(wěn)過程及其描述174
8.2.3循環(huán)譜與功率譜和時(shí)頻分布的關(guān)系176
8.2.4二階循環(huán)統(tǒng)計(jì)特性及其應(yīng)用179
8.3盲源分離方法185
8.3.1概述185
8.3.2獨(dú)立分量分析187
8.3.3ICA快速算法191
8.3.4ICA的應(yīng)用192
習(xí)題195
第9章 全矢譜算法概述196
9.1平面全矢譜分析與方法196
9.1.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動態(tài)檢測現(xiàn)狀196
9.1.2全矢譜技術(shù)基礎(chǔ)199
9.1.3全矢譜數(shù)值計(jì)算方法203
9.2基于非平穩(wěn)信號的全矢譜技術(shù)205
9.2.1全矢短時(shí)傅里葉變換及其應(yīng)用205
9.2.2短時(shí)傅里葉變換定義207
9.2.3短時(shí)傅里葉變換窗函數(shù)的選擇207
9.2.4全矢短時(shí)傅里葉變換的分析與計(jì)算208
9.3全矢譜分析的工程應(yīng)用實(shí)例209
參考文獻(xiàn)212
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