《{机械公司管理}机械行业工程管理测绘重点讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{机械公司管理}机械行业工程管理测绘重点讲义（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、信号的类型,1 按运动规律划分,信号,确定性信号,非确定性信号,周期信号,非周期信号,简单周期信号,复杂周期信号,准周期信号,瞬变信号,平稳随机信号,非平稳的随机信号,第一节 信号的分类与描述,2 按信号的时间连续和幅值连续性划分,一、信号的类型,信号,连续信号,离散信号,模拟信号（信号的幅值与独立变量均连续）,一般连续信号（独立变量连续）,一般离散信号（独立变量离散）,数字信号（信号的幅值与独立变量均离散）,第一节 信号的分类与描述,3 按信号的能量划分,一、信号的类型,信号,能量信号（能量是有限的信号）,功率信号（能量是无限但其平均功率是有限的信号）,能量信号：,功率信号：,第一节 信
2、号的分类与描述,5,1.确定性信号,第一节 信号的分类与描述,周期信号：是按一定时间间隔周而复始重复出现，无始无终的信号。,（1）周期信号,例如，几种参量的单自由度振动系统（见图1-1）,图1-1,泉院,一、信号的类型,6,1.确定性信号,第一节 信号的分类与描述,确定信号中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。 其图形如图1-2所示。,（2）非周期信号,图1-2,泉院,-,-,-,T,一、信号的类型,7,2.连续信号和离散信号,第一节 信号的分类与描述,若信号数学表示式中的独立变量取值是连续的， 则称为连续信号。 若独立变量取离散值，则称为离散信号。,图1-3,泉院,一、信号的类型,8,
3、3.能量信号和功率信号,第一节 信号的分类与描述,能量信号: 如矩形脉冲信号、衰减指数函数等 功率信号：阻尼振动位移信号,泉院,注意：信号的功率和能量，未必具有真实物理功率和能量的量纲,一、信号的类型,9,第一节 信号的分类与描述,直接测试或记录到的信号，一般是以时间为独立变量的，称其为信号的时域描述。如图1-4所示周期方波。,图1-4,二、信号的时域描述和频域描述,泉院,10,第一节 信号的分类与描述,图1-5表示的周期方波的时域图形、幅频谱和相频谱三者之间的关系。,图1-5,泉院,二、信号的时域描述和频域描述,11,第二节 周期信号与离散频谱,一、傅里叶级数的三角函数展开式,在有限区间内，
4、凡满足狄里赫利条件的周期函数都可以展开称傅里叶级数。,周期性三角函数的傅里叶级数如图1-6所示。,图1-6,泉院,12,第二节 周期信号与离散频谱,周期性三角波的频谱图如图1-7所示。,图1-7,泉院,一、傅里叶级数的三角函数展开式,幅频,相频,13,有关负频率的说明如图1-8所示。,第二节 周期信号与离散频谱,图1-8,泉院,二、傅里叶级数的复指数函数展开式,14,第二节 周期信号与离散频谱,正、余弦函数的频谱图如图1-9所示。,图1-9,泉院,二、傅里叶级数的复指数函数展开式,15,第二节 周期信号与离散频谱,周期信号的频谱具有三个特点： 1）周期信号的频谱是离散的。 2）每条频谱只出现在
5、基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。 3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。,泉院,16,周期信号的强度以峰值、绝对均值、有效值和平均功率来表述。,第二节 周期信号与离散频谱,泉院,三、周期信号的强度表述,17,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,通常所说的非周期信号是指瞬变非周期信号 如图1-11所示。 图1-11a为矩形脉冲信号， 图1-11b为指数衰减信号， 图1-11c为衰减振荡， 图1-11d为单一脉冲。,泉院,一、傅里叶变换,18,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-11 非周期性信号,泉院,一、傅里叶变换,19,求矩形窗函数的频谱，函数如图1-12所示
6、。,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-12,泉院,一、傅里叶变换,20,sinc的图像如图1-13所示。,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-13,泉院,一、傅里叶变换,21,1.奇偶虚实性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,一般X(f)是实变量f的复变函数。它可以写成,一个信号的时域描述和频域描述依靠傅里叶变换来确立彼此一一对应的关系。,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,22,2.对称性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-14,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,23,3.时间尺度改变特性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-15,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,24,4.时移
7、和频移特性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,在时域中信号沿时间轴平移一常值t0时，则,在频域中信号沿频率轴平移一常值f0时，则,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,25,5.卷积特性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,26,6.微分和积分特性,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,泉院,二、傅里叶变换的主要性质,27,1.矩形窗函数的频谱,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-12,泉院,三、几种典型信号的频谱,28,2. 函数及其频谱,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,矩形脉冲与函数如图1-16所示。,图1-16,泉院,三、几种典型信号的频谱,29,2. 函数及其
8、频谱,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-17,泉院,三、几种典型信号的频谱,30,3、 正、余弦函数的频谱密度函数,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-19,泉院,三、几种典型信号的频谱,31,4、 周期单位脉冲序列的频谱,第三节 瞬变非周期信号与连续频谱,图1-20,泉院,三、几种典型信号的频谱,32,第四节 随机信号,随机信号是不能用确定的数学关系式来描述的，不能预测其未来的任何瞬时值。 任何一次观测值只代表在其变动范围中可能产生的结果之一，但其值的变动服从统计规律。,图1-21,泉院,一、概述,33,第四节 随机信号,二、随机信号的主要特征参数,1） 均值、方差和均方值 2）
9、概率密度函数 3） 自相关函数 4） 功率谱密度函数,泉院,34,1、 均值、方差和均方值,第四节 随机信号,均值表示信号的常值分量 方差描述随机信号的波动分量。 均方值描述随机信号的强度。,泉院,二、随机信号的主要特征参数,35,2、 概率密度函数,第四节 随机信号,随机信号的概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间的概率。,图1-22,泉院,二、随机信号的主要特征参数,36,2、 概率密度函数,第四节 随机信号,常见的四种随机信号,图1-23,泉院,二、随机信号的主要特征参数,37,第四节 随机信号,对于时间平均估计来说，随机误差还与信号的频带宽度的平方根成反比，信号频带愈宽，愈容易获得误差小的估计。估计值的统计采样误差如图1-24所示。,图1-24,泉院,三、样本参数、参数估计和统计采样误差,作业 课后习题1-1、1-5、P28例1-3.,
