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FFT+FT频谱校正精度分析及其在动力总成振动测试中的应用

朱文英  
【摘要】: 对单频率谐波信号(间隔较远的多频率信号)进行离散频谱校正,目前国内外有四种对幅值谱或功率谱进行校正的方法:比值校正法(内插法)、能量重心校正法、FFT+FT连续细化分析傅立叶变换法和相位差法。各种校正方法在无噪声的情况下都有很高的参数估计精度,但在实际工程应用中所测得的信号通常伴随有噪声,噪声会影响离散频谱校正精度。 本文研究了用FFT+FT连续细化分析傅立叶变换法进行离散频谱校正时的参数估计误差。分析了无噪声情况下频率﹑相位﹑幅值的估计误差随细化倍数的变化规律,各参数估计精度随细化倍数的增大而提高,当细化倍数大于40时,最大估计误差几乎可忽略不计。在高斯白噪声的影响下,细化后频谱序列最大值找错的概率随细化倍数的增加而增加,综合考虑频率分辨率对频率估计精度的影响及频谱序列最大值找错的概率,提出了用归一化频率估计综合误差和归一化频率估计最大可能误差两个指标评价此校正法对频率的估计精度,并基于此给出了不同信噪比条件下的最优细化倍数。此外,也对高斯白噪声下相位﹑幅值的估计精度做了类似的分析。最后采用非线性最小二乘拟合法对噪声影响下的FFT谱连续细化傅里叶变换分析校正法进行了改进。 本文将FFT+FT校正法应用于汽车动力总成振动测试分析中,用FFT+FT校正法对某一厂家离合器壳体动应变和发动机的振动测试结果进行了精确分析,为进一步对动力总成的振动性能的研究工作提供了准确可靠的依据。


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