基本信息
作 者：丁康 等 著叢 書 名：先進制造技術出 版 社：科學出版社ISBN：9787030202123出版時間：2008-
內容簡介
《離散頻譜分析校正理論和技術》共分8章。第1章是概述，介紹了離散頻譜分析在工程實踐中的重要作用及其對離散頻譜校正理論和技術的需求，綜述國內外離散頻譜分析校正理論與技術的概況和發展趨勢。第2～8章討論、推導和分析了離散頻譜分析校正理論與技術的基礎、原理和方法及其在工程中的套用。第2章介紹了連續和離散傅立葉變換與頻譜分析，論述了對稱窗函式頻譜的最大值特性、主瓣特性、衰減性和振盪性等特徵。在第3、4、5、7和8章的推導中，都以對稱窗函式頻譜四個特徵為前提進行。這部分內容是基礎理論知識，其中的很多基本定義和傅立葉變換的性質在後面的理論推導中都要用到。第3章從理論上詳細推導了諧波信號離散頻譜分析產生的幅值、相位和頻率誤差以及譜線干涉現象，比較了加三種典型窗函式進行離散頻譜分析時的誤差分布曲線。第4章系統論述了單頻率成分和間隔較遠的多頻率成分的離散頻譜校正的比值（內插）校正法、能量重心校正法、相位差校正法和FFT+FT細化校正法的原理、實現方法和特點，並討論了離散頻譜分析中譜峰單頻率成分的判斷識別與頻譜的自動校正問題，這一章是《離散頻譜分析校正理論和技術》的核心部分之一。第5章論述了隨機噪聲對各種離散頻譜校正技術精度的影響，從理論上介紹了各離散頻譜校正方法在高斯白噪聲背景下的估計精度，並論述各參數對估計精度的影響。第6章系統論述了復解析帶通濾波器和基於復解析帶通濾波器的復調製細化選帶頻譜分析原理、方法和算法，在此基礎上將間隔很近的密集多頻率諧波成分頻率細化後變為間隔較遠的多頻率成分，採用第4章的離散頻譜校正方法進行校正，從而實現了密集頻譜的校正。第7章分析了具有連續頻率成分的有阻尼自由衰減振動回響信號的離散頻譜誤差產生原因，介紹了一種機械結構小阻尼的精確求解新方法和特徵參數（頻率、相位和幅值）的估計原理與方法。第8章是第3～7章的理論和技術在機械、電子、儀器儀表等領域中的工程套用，探討了離散頻譜校正理論在發動機扭振信號處理、循環平穩解調分析、旋轉機械振動信號分析、電力系統電參量測試分析、渦街流量計信號處理、雷射都卜勒測速、雷達測距、轉子動平衡、斜拉橋索力測試分析、電機諧波測試分析和懸臂樑結構裂紋參數識別等工程方面的實際套用和效果。
目錄
前言
第1章 概述
1.1 研究離散頻譜分析校正理論和技術的目的和意義
1.2 離散頻譜分析校正理論與技術的發展
1.3 本書的寫作目的和意義
第2章 傅立葉變換與頻譜分析
2.1 連續傅立葉變換與頻譜分析
2.1.1 卷積與相關原理
2.1.2 連續傅立葉變換
2.1.3 幾種典型信號的傅立葉變換
2.1.4 傅立葉變換的性質
2.1.5 頻譜分析的定義和基本用途
2.2 離散傅立葉變換與頻譜分析
2.2.1 連續信號的離散化
2.2.2 離散傅立葉變換和頻譜分析的定義與作法
2.2.3 從連續傅立葉變換到DFT
2.2.4 快速傅立葉變換
2.3 窗函式與泄漏
2.3.1 矩形窗
2.3.2 Hanning窗與Hamming窗
2.3.3 三種窗的旁瓣比較（幅值歸一化對數譜）
2.3.4 加窗後的恢復係數
2.4 提高頻譜分析精度的其他措施（多段平均和零均值化等）
2.4.1 多段平均——降噪和求譜均值技術
2.4.2 零均值化
2.5 對稱窗函式的頻譜特徵
2.5.1 最大值特性
2.5.2 主瓣特性
2.5.3 衰減性和振盪性
2.5.4 常見幾種窗的驗證
2.5.5 對稱窗函式性質小結
第3章 離散頻譜誤差分析與譜線干涉現象
3.1 離散頻譜誤差分析
3.1.1 單頻率諧波信號離散頻譜誤差的理論分析
3.1.2 對單頻率諧波信號分別加三種典型窗函式進行離散頻譜分析時的誤差分析
3.2 窗長歸一化的離散頻譜
3.3 頻譜分析中譜線干涉現象
3.4 小結
第4章 單頻率成分（間隔較遠的多頻率成分）離散頻譜校正技術
4.1 比值校正法（內插法）
4.1.1 頻率校正
4.1.2 幅值校正
4.1.3 相位校正
4.1.4 幾種典型窗函式的比值校正
4.1.5 仿真計算
4.1.6 比值校正法小結
4.2 能量重心校正法
4.2.1 常用窗函式的能量特性
4.2.2 能量重心法校正頻率、幅值和相位的原理
4.2.3 常用窗函式能量重心校正法誤差分析
4.2.4 仿真計算
4.2.5 能量重心校正法小結
4.3 FFT+FT連續細化傅立葉變換分析校正法
4.3.1 用連續FT變換對FFT譜部分區間進行細化的算法
4.3.2 仿真計算
4.3.3 FFT+FT連續細化傅立葉變換分析校正法小結
4.4 相位差校正法
4.4.1 時域平移校正法
4.4.2 改變窗長法
4.4.3 綜合相位差校正法——時域平移+改變窗長+加不同窗函式法
4.4.4 相位差校正法的通式及算法死點
4.5 相位差+單點FT通用離散頻譜校正方法
4.5.1 目前四種離散頻譜校正方法對窗譜函式的依賴關係
4.5.2 一種通用的、完全不依賴窗譜函式的精確離散頻譜校正方法
4.5.3 仿真驗證
4.5.4 小結
4.6 離散頻譜分析中譜峰單頻率成分的判斷識別與頻譜自動校正
4.6.1 加Hanning窗時譜線干涉的判定方法（離散頻譜中單頻率成分的判定方法）
4.6.2 單頻率成分（間隔較遠的多頻率成分）離散頻譜的自動校正
4.6.3 仿真計算
4.7 噪聲對校正精度的影響
4.8小結
第5章 隨機噪聲對離散頻譜校正技術頻率估計精度的影響
5.1 加性高斯白噪聲背景下離散頻譜分析的統計特性
5.1.1 高斯白噪聲序列統計特性
5.1.2 高斯白噪聲序列譜的統計特性
5.2 隨機噪聲背景下離散頻譜分析的統計特性
5.2.1 離散頻譜分析幅值和相位的分布
5.2.2 滿足精度要求的離散頻譜分析條件
5.2.3 諧波信號離散幅值譜最大值取錯的機率
5.2.4 仿真驗證與分析
5.3 高斯白噪聲對比值校正法精度影響的理論分析和仿真計算
5.3.1 高斯白噪聲對加矩形窗比值校正法精度影響的理論分析
5.3.2 高斯白噪聲對加Hanning窗比值校正法精度影響的理論分析
5.3.3 仿真分析
5.3.4 討論
5.4 高斯白噪聲對相位差校正法精度影響的理論分析和仿真計算
5.4.1 高斯白噪聲對平移相位差校正法精度影響的理論分析和仿真計算
5.4.2 高斯白噪聲對改變窗長相位差校正法精度影響的理論分析和仿真計算
5.4.3 高斯白噪聲對綜合相位差校正法精度影響的理論分析和仿真計算
5.5 小結
第6章 密集頻譜的細化與校正技術
6.1 復解析帶通濾波器
6.1.1 FIR非遞歸帶通數字濾波器及其特點
6.1.2 FIR非遞歸復解析帶通濾波器
6.2 傳統的復調製細化選帶頻譜分析原理與方法
6.3 基於復解析帶通濾波器的復調製細化選帶頻譜分析原理與方法
6.3.1 基於復解析帶通濾波器的復調製細化譜分析原理和方法
6.3.2 基於復解析帶通濾波器的復調製細化選帶頻譜分析方法的特點
6.3.3 仿真計算
6.4 基於復解析帶通濾波器的復調製細化選帶頻譜分析算法
6.4.1 一級FIR復解析帶通濾波器的設計
6.4.2 二級FIR復解析帶通選抽濾波器的設計
6.4.3 仿真計算
6.4.4 基於復解析帶通濾波器的復調製細化譜分析小結
6.5 密集頻率成分的頻譜校正方法
6.5.1 密集頻率成分的頻譜校正方法
6.5.2 密集頻譜自動校正程式實現
6.5.3 仿真計算
6.6 ZFFT與FT連續細化傅立葉變換頻譜分析的對比
6.7 小結
第7章 連續頻率成分信號的頻譜校正技術
7.1 自由衰減振動回響連續頻率成分信號離散頻譜誤差分析
7.1.1單自由度自由衰減振動回響信號連續譜及其參數分析
7.1.2 多自由度有阻尼自由衰減振動回響連續譜分析
7.1.3 幅值恢復仿真研究
7.2 機械結構小阻尼的精確估計方法
7.2.1 傅立葉變換法求結構小阻尼的原理與方法
7.2.2 估計多自由度有阻尼振動系統阻尼的原理與方法
7.2.3 傳遞函式法求結構小阻尼的方法
7.2.4 仿真計算
7.2.5 試驗測試
7.3 自由衰減振動回響信號特徵參數的估計原理與方法
7.3.1 校正頻率和相位的原理與方法
7.3.2 多自由度自由衰減振動回響信號特徵參數估計的原理與方法
7.3.3 仿真計算
7.3.4 採樣頻率對於特徵參數估計精度的影響
7.3.5 特徵參數對估計精度影響的仿真研究
7.3.6 針對頻率耦合影響提高估計精度的方法
7.4 小結
第8章 離散頻譜校正技術在工程中的套用
8.1 離散頻譜校正技術在發動機扭振信號處理中的套用
8.2 離散頻譜校正技術在旋轉機械振動信號分析中的套用
8.3 頻譜校正技術在電力系統電參量測試分析中的套用
8.4 離散頻譜校正技術在渦街流量計信號處理中的套用
8.5 離散頻譜校正技術在雷射都卜勒測速中的套用
8.6 離散頻譜校正技術在循環平穩解調分析中的套用
8.7 離散頻譜校正技術在電機諧波測試分析中的套用
8.8 離散頻譜校正技術在斜拉橋索力測試分析中的套用
8.9 離散頻譜校正技術在雷達測速中的套用
8.10 離散頻譜校正技術在轉子動平衡中的套用
8.11 離散頻譜校正技術在懸臂樑結構裂紋參數識別中的套用
參考文獻
附錄 相關功能c語言程式集
附錄1 基2FFT子程式
附錄2 頻譜分析程式
附錄3 FT頻譜選帶細化程式
附錄4 比值（內插）校正法、能量重心校正法、相位差校正法程式
附錄5 復解析帶通濾波器程式
附錄6 基於復解析帶通濾波器的復調製細化選帶頻譜分析程式
