瞬态信号
瞬态信号：对于爆炸、弹击、地震等 出现的能量急速释放；电视、雷达、 通讯中的突发脉冲信号；机械振动中 的冲击引起的自由衰减信号都是瞬态 信号。旋转机械升降速过程，机床喘 振等信号也是瞬态信号。
随机信号
随机信号：不能用精确的数学表达关系 式描述的信号，任何时间t的幅值、 频率 和相位是不可事先预知。随机信号包含 有平稳随机信号和非平稳随机信号。
信号的基本概念
工程信号处理系统的基本组成和功能 系统和系统分析方法 作业
信号
一、测试、信息、信号
测试：具有试验性质的测量
试验：对未知事物的探索认识过程
测量：确定被测对象的量值进行的实验过程
信息：消息、情报或知识，事物运动状态或方式
物质固有、客观存在或运动状态的特征
信号：传输信息的载体
动态信号和静态信号
• 动态信号：幅值随时间变化的信号，动态信 号一般涉及到频率、幅值和相位等因素，可分 为确定性信号和随机信号。
• 静态信号：幅值不随时间变化的信号，静态 信号一般是恒值。 • 有时我们把幅值随时间变化非常缓慢的信号 (例如温度、压力等)称为准稳态信号，准稳态 信号变化的频率非常低。
能代表整个随机过程的统计特征， 这种信号是非各态历经信号。
能量信号和功率信号
能量信号：在分析区间(-∞，∞)，能量为有限 的信号称为能量信号。 满足条件：



x t dt
2
矩形脉冲在区间(t1，t2)内，减幅正弦波 在区间(0，∞)内，衰减指数在区间(0 ，∞)内 都是能量信号
能量信号和功率信号
信号分析与处理的三个阶段
时域分析 频域分析 时频分析
单频率谐波信号分析
自由衰减振动信号分析
两谐波信号叠加的情况分析
多自由度衰减振动信号分析
幅值、频率调 制同时存在的 STFT
幅值调制信号 Wigner-Ville 分布
信号的分类
动态信号和静态信号
确定性信号和随机信号 能量信号和功率信号 模拟信号和数字信号
周期信号
单频率周期信号曲线 多频率周期信号曲线
非周期信号
非周期信号在时间上不具有周 而复始的特性。当 T 趋于无穷大时， 周期信号变成非周期信号。非周期 信号又分为准周期信号和瞬变非周 期信号。
准周期信号
准周期信号：周期与非周期的边缘情况， 是由有限个周期而又不成公倍数的信号混 合产生的信号。有时人们把存在有规律的 冲击衰减信号，但不存在严格的等式关系 的信号也称为准周期信号，例如，机械系 统中齿轮断齿、滚动轴承疲劳剥落产生的 振动信号、浇灌大型桥梁钢筋混凝土结构 时用以增加密实性的多台激振器不同步引 起的振动信号都是这类信号。
目录和参考书
参考课本: 动态信号分析与处理(电子版讲义) 参考书: 快速傅立叶变换 工程测试与信息处理 丁 康 E.O.布赖姆著 卢文祥 杜润生
机械工程测试、信息、信号分析
数字信号处理 信号与系统(先学) 数字信号处理 工程信号处理技术
卢文祥 杜润生
全子一 郑君里 宗孔德等 雷继尧等
第一章
信号 信号的分类 信号的获取 信号的描述
平稳随机信号
平稳随机信号：任意时间 t的幅值、
频率和相位虽然事先不可预知， 但具有统计规律，可以用统计规 律进行分析。
非平稳随机信号
非平稳随机信号没有统计特征。
各态历经随机信号
如果任何一个时间样本的统计特
征都能代表整个时间历程，这种 信号是各态历经随机信号。
非各态历经随机信号
任何一个时间样本的统计特征都不
周期信号
周期信号：经过一定时间可以重复出现的信 号，周期信号包含有单频率简谐信号和复杂 周期信号。满足条件：
x(t ) x(t nT )
n 0,1,2,
T─周期，T 2 / 0 0 ─基频
机械系统中，回转体不平衡、不对中等 引起的振动，齿轮的啮合引起的振动，往往 是一种周期振动。
是物理性的、是物质、具有能量
获取知识，需要借助信号的传播
信号
信号：传递物理系统状态或信息的函数
随时间、空间变化 一维、二维、多维 单值、多值 电信号：一般指随时间而变化的电压或电流，也可 以是电容的电荷，线圈的磁通以及空间的电磁波等 等。 对于原始信号是非电量的物理量，如声波、机 械振动的位移、速度和加速度、应力、力矩等，也 往往把其转换为电信号以便传输和处理。
功率信号：在分析区间 (-∞，∞)能量不是有限值 ，信号具有无限大能量， 在这种情况下，研究 信号的平均功率更有意义。功率信号满足条件 ： 1 T
0 lim
T
2T
TБайду номын сангаас
x t dt
2
在区间(t1,t2)内，信号的平均功率为：
t2 1 2 p x t dt t2 t1 t1
xt A cos2f 0 t
特点：单值，一维，时间的函数，动态（与频率有关，
非恒值）
信号
二、信号测试和处理系统的一般构成
传感器、信号调理、记录存储、信号处理、显示打印输出
三、动态信号分析的发展
动态信号分析发展的三个阶段
时域分析-----频域分析------时频分析 信号处理方法的改进与新信号处理方法 频谱校正理论的发展 时频分析的各种分析方法 多参量测量系统的开发 计算机辅助测试分析系统的广泛开发和应用
确定性信号和随机信号
动态信号分类
确定性信号 随机信号
周期信号
非周期信号
非平稳随机信号 平稳随机信号
准周期信号 瞬态信号
各态历经信号 非各态历经信号
确定性信号
若信号被表示为一确定的时间函数 x(t)=f(t)，对于指定的某一时刻 t，可 确定一相应的函数值 x(t)，这种信号 称为确定性信号或规则信号。其实质是 可以用确定的数学关系来描述，例如， 我们熟知的正弦、方波和三角波等信号。 确定性信号可分为周期信号和非周期信 号。
动 态 信 号 处 理
华南理工大学汽车工程学院 丁康 2005 年 2 月
目录和参考书
•第一章
•第二章 •第三章
信号的基本概念
信号检测和传感器技术 连续信号的离散化和采样定理
•第四章
•第五章 •第六章 •第七章 •第八章 •第九章
频谱分析
数字滤波 细化选带频谱分析 其它常用的动态信号处理方法及其应用 发动机扭转振动的信号处理方法及其应用 汽车平顺性测试分析