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振动信号的测试与分析及其软件系统的开发

郭月强  
【摘要】: 振动测试与信号分析技术是机械动力学学科的重要分支之一,是机械动力学工程应用的一个极为普遍的方面。随着科学技术的日益发展,对各类机械的运转速度、承载能力、工作寿命等方面的要求越来越高,人们对于振动的认识也越来越深入,因而,对振动测试与振动信号分析技术的研究提出了越来越高的要求。 本文对振动的测试和分析技术做了比较深入的分析和研究,特别是试验模态分析方法做了深入的研究,对现有基于有限时长的傅立叶变换和基于拉普拉斯变换的信号谱分析方法的优缺点做了理论分析,提出了基于拉普拉斯变换的模态分析和参数识别方法,通过理论分析和算例论证,论证了与基于付氏变换模态分析方法相比,基于拉氏变换是一种高精度的模态参数识别方法。 此外,本文还对于拉普拉斯变换的模态分析方法做了进一步的研究,拉普拉斯变换方法的前提是初始条件为零,即给定的结构或试件在激励前初始位移和初速度均为零,这就对于试验和应用的要求提出了较高的要求,所以,本文对于初始条件的问题进行了进一步的理论推导,并通过实验进行了验证。 为了应用的方便,基于本文理论,本文还在Windows下开发出振动与测试软件应用系统,实现了Windows下的数据采集和A/D转换以及各项功能,可以应用到实际的测试当中。此外,本文还通过实验,验证了软件系统的各项功能和理论。


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