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​机械振动中几种常用的频谱处理技术

(1)加窗技术

  时间信号z(t)的采样过程可理解为用一矩形窗去截取原信号,在矩形窗外的信号值都假设为零。作傅里叶变换时,变换原理决定了必须将原信号解释为以窗长度为周期的周期信号。显然当原始信号不是周期信号,或即使是周期信号但截取长度不等于整周期时,则将遇到原信号的曲解问题,于是信号的频率结构被改变。在信号分析中称为频率泄漏。为了克服这种现象,常采用其他的时窗函数来对所截取的时域信号进行加权处理,于是产生了加窗技术。

  常用的窗函数有

 ① Hanning 窗

Hanning窗.png







 ② Hamming 窗

Hamming窗.png 

3矩形窗

 

矩形窗.png

 


  通常,矩形窗频率泄漏最严重,主瓣顶点误差最大,但主瓣最窄,故只用于要精确定出主瓣峰值频率时。Hanning窗频率泄漏在这几种中最少,故使用最多,缺点是主瓣较宽,且主瓣顶点误差也不小。


(2)频率细化技术(Zoom技术)

  频谱分析中常常会遇到频率很密集的谐波成分,从而产生了分辨率的问题。在故障诊断信号处理技术中,通过减小分析带宽的特殊技术(如复调制法或相位补偿法)来细化频谱,以提髙局部频段频谱分析的分辨率的技术,称为频率细化技术。频率细化的另一作用是提高分析中的信噪比。