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第一章振动系统测试原理1

第一节 振动系统及其动态特性1

一、机械振动及机械振动系统1

二、振动系统动态特性3

第二节 振动系统动态特性表述空间4

一、时间域5

二、频率域6

三、模态域8

四、各域相互之间的关系11

第三节 振动系统测试的时间域模型12

一、状态空间方程12

二、脉冲响应17

三、相关函数19

第四节 振动系统测试的频率域模型21

一、传递函数21

二、频率响应23

三、功率谱密度函数25

第五节 振动系统测试的模态域模型28

一、实模态模型28

二、复模态模型33

第六节 各模型相互之间的关系38

一、状态空间方程和传递函数38

二、状态空间方程和脉冲响应38

三、脉冲响应和传递函数39

四、传递函数和频率响应40

五、脉冲响应和频率响应41

六、相关函数和功率谱密度函数42

七、相关函数和脉冲响应42

八、功率谱密度函数和频率响应43

九、脉冲响应按模态展开44

十、传递函数按模态展开49

十一、频率响应按模态展开50

十二、状态空间方程用模态参数表示50

第七节 模型和响应之间的关系51

第二章振动系统测试技术55

第一节 振动系统测试的基本概念55

第二节 常用主要测试仪器及设备56

一、激振仪器及设备56

二、拾振仪器58

三、记录设备62

四、分析设备65

一、稳态正弦激励方法70

第三节 主要测试方法及其特点70

二、瞬态激励方法72

三、随机激励方法77

四、自然激励方法79

第四节 测试数据的分类及表述80

一、确定性数据81

二、随机数据83

三、频率响应数据的表示89

一、激振器的安装与连接92

第五节 保证和提高测试精度与可靠性92

二、传感器的选用、安装和定位95

三、噪声干扰影响的抑制方法100

四、校准(标定)102

五、附加质量影响的消除104

第六节 信号分析系统106

一、软硬件结合型信号分析系统106

二、软件型信号分析系统112

第三章傅里叶变换115

第一节 傅里叶级数115

一、数学表示式115

二、标准傅里叶级数算法117

第二节 傅里叶变换120

第三节 卷积(摺积)123

一、系统的频率响应特性129

二、卷积130

一、离散傅里叶变换过程131

第四节 有限的离散傅里叶变换131

二、数学表达式133

三、离散傅里叶变换与连续傅里叶变换137

第五节 快速傅里叶变换(FFT)144

一、快速傅里叶变换的原理144

二、FET算法的普遍性表达式157

三、任意因子FFT算法原理160

四、关于实数数据的FFT算法163

第四章数据处理的一般方法167

第一节 数据离散化167

一、采样定理168

二、量化178

第二节 工程物理单位转化180

第三节 数据预处理183

一、剔点处理183

二、零均值化处理183

三、消除趋势项184

第四节 振动数据的检验187

一、平稳性检验187

二、周期性检验192

三、正态性检验200

第五章相关函数和功率谱密度函数的数字数据处理方法207

第一节 均值、均方值和概率密度函数207

一、均值和均方位207

二、概率密度函数208

第二节 相关函数210

一、通过直接计算得到自相关估计211

二、通过快速傅里叶变换得到自相关估计212

三、互相关函数216

第三节 功率谱密度函数221

一、通过自相关估计得到功率谱密度估计221

二、通过快速傅里叶变换得到功率谱密度估计229

三、互谱密度函数236

一、频率响应函数239

第四节 频率响应函数、脉冲响应函数和相干函数239

二、脉冲响应函数241

三、相干(凝聚)函数242

第五节 功率谱密度函数估计的误差243

一、误差的定义和分类243

二、均方位估计的误差245

三、功率谱密度函数估计的误差249

四、相干函数估计误差264

第六节 频率响应函数估计误差265

一、偏度误差266

二、随机误差267

第七节 脉冲响应函数估计误差274

第六章模态参数识别276

第一节 图解识别法276

一、幅频、相频图278

二、实频、虚频图287

三、矢量法与幅相图292

第二节 频域识别法299

第三节 时域识别法302

第七章数字信号分析方法中的若干新技术309

第一节 频段扩展快速傅里叶变换309

一、基于复调制的细化FFT方法310

二、相位补偿细化方法314

第二节 倒频谱分析技术316

一、基本表达式317

二、倒频谱与解卷积318

三、倒频谱分析技术及应用321

四、复倒频谱325

第三节 声强测量技术327

一、互功率谱声强测量原理328

二、声强测量系统335

三、差分误差与相位误差341

四、声强测量在工程中的应用345

第四节 希尔伯特变换及其应用349

一、基本原理349

二、应用举例351