非平穩(wěn)隨機振動
發(fā)布時間:2012/10/19 19:51:37 訪問次數:1217
隨機振動信號的統(tǒng)計特性CM1213-04S0隨時間而變化時，則稱其為非平穩(wěn)隨機振動。例如，當均值、均方值、頻率成分等統(tǒng)計參數中，一個或一個以上的參數隨時間而變化時，都稱其為非平穩(wěn)隨機振動。
在工程實際中，存在許多非平穩(wěn)隨機振動，它主要是由系統(tǒng)受非平穩(wěn)激勵而引起的。非平穩(wěn)激勵必然導致系統(tǒng)非平穩(wěn)響應。例如，風對雷達天線的激勵；導彈、火箭的發(fā)射和級間分離時火箭體受到的激勵；安裝在汽車、飛機等載體上的電子設備在載體啟動、制動、加速時所受到的激勵等。
由于非平穩(wěn)隨機振動信號不再是各態(tài)歷經的，故它們的統(tǒng)計特性不能再用一次記錄或一段記錄得到的樣本函數通過對時間的平均來獲得，而只能通過對多次記錄或多段記錄的樣本信號函數進行總體平均（集總平均或系集平均）來獲得。
對于有Ⅳ個樣本函數或Ⅳ段記錄的信號樣本函數的非平穩(wěn)隨機過程，在任何指定時刻0在工程實際中，Px(tj)和x2(0)的計算是非常困難的。這不僅因為它需要Ⅳj oo個樣本數，而且還必須在樣本函數的整個時間長度（f樣本）時域內（O<tj<f樣本）進行無窮多個時間點tj(jj oo)的運算。如果要獲得火箭在發(fā)射時的隨機激勵和響應特性，那么就要求火箭發(fā)射Ⅳ(Ⅳo oo)次。這種要求無疑是無法實現(xiàn)的。
從嚴格的數學概念出發(fā)，工程中實際的隨機振動信號都存在著一定的非平穩(wěn)性。因此，在處理隨機振動信號時，首先必須進行平穩(wěn)性檢查，在隨機振動信號的統(tǒng)計特性參數隨時間的變化很緩慢時，可將其視為平穩(wěn)隨機振動來處理。這如同在工程中常將弱非線性系統(tǒng)作為線性系統(tǒng)處理一樣。
平穩(wěn)性檢驗通常只對方差進行，將一個T時間記錄樣本分成若干個時間小段正，若在每一個時間小段l信號的方差間只有百分之幾的分散度，就可以認為它是平穩(wěn)的。由于隨機振動信號的均值通常趨于零，故不對均值進行檢驗。此外，由前面的討論可知，隨機振動信號的方差在平穩(wěn)性檢查時只有百分之幾的分散度，那么其均方值隨時間的變化也不會很大，故一般也不對其相關函數進行平穩(wěn)性檢查。
當確定某隨機信號為非乎穩(wěn)隨機振動后，目前最常用的方法是將一次長時間的記錄樣本分成若干個短時間段樣本，然后再對這些短時間段樣本進行平均，從而得到有用的結果。這種把連續(xù)信號分割成若干小段的做法，稱為“時間窗”處理。因為每一個正小段可看做通過“時間長墻”T的一個“窗口”看到的。
用時間窗技術處理非平穩(wěn)隨機振動的方法，也可以用于頻率域中的分析。非平穩(wěn)信號可以理解為時變功率譜信號。由于工程上對信號頻譜結構隨時間的變化情況，以及譜峰發(fā)生的時刻和頻率非常感興趣，因此，在現(xiàn)代信號處理機中已具有這種功能，即“時間譜陣”功能。
在工程實際中，存在許多非平穩(wěn)隨機振動，它主要是由系統(tǒng)受非平穩(wěn)激勵而引起的。非平穩(wěn)激勵必然導致系統(tǒng)非平穩(wěn)響應。例如，風對雷達天線的激勵；導彈、火箭的發(fā)射和級間分離時火箭體受到的激勵；安裝在汽車、飛機等載體上的電子設備在載體啟動、制動、加速時所受到的激勵等。
由于非平穩(wěn)隨機振動信號不再是各態(tài)歷經的，故它們的統(tǒng)計特性不能再用一次記錄或一段記錄得到的樣本函數通過對時間的平均來獲得，而只能通過對多次記錄或多段記錄的樣本信號函數進行總體平均（集總平均或系集平均）來獲得。
對于有Ⅳ個樣本函數或Ⅳ段記錄的信號樣本函數的非平穩(wěn)隨機過程，在任何指定時刻0在工程實際中，Px(tj)和x2(0)的計算是非常困難的。這不僅因為它需要Ⅳj oo個樣本數，而且還必須在樣本函數的整個時間長度（f樣本）時域內（O<tj<f樣本）進行無窮多個時間點tj(jj oo)的運算。如果要獲得火箭在發(fā)射時的隨機激勵和響應特性，那么就要求火箭發(fā)射Ⅳ(Ⅳo oo)次。這種要求無疑是無法實現(xiàn)的。
從嚴格的數學概念出發(fā)，工程中實際的隨機振動信號都存在著一定的非平穩(wěn)性。因此，在處理隨機振動信號時，首先必須進行平穩(wěn)性檢查，在隨機振動信號的統(tǒng)計特性參數隨時間的變化很緩慢時，可將其視為平穩(wěn)隨機振動來處理。這如同在工程中常將弱非線性系統(tǒng)作為線性系統(tǒng)處理一樣。
平穩(wěn)性檢驗通常只對方差進行，將一個T時間記錄樣本分成若干個時間小段正，若在每一個時間小段l信號的方差間只有百分之幾的分散度，就可以認為它是平穩(wěn)的。由于隨機振動信號的均值通常趨于零，故不對均值進行檢驗。此外，由前面的討論可知，隨機振動信號的方差在平穩(wěn)性檢查時只有百分之幾的分散度，那么其均方值隨時間的變化也不會很大，故一般也不對其相關函數進行平穩(wěn)性檢查。
當確定某隨機信號為非乎穩(wěn)隨機振動后，目前最常用的方法是將一次長時間的記錄樣本分成若干個短時間段樣本，然后再對這些短時間段樣本進行平均，從而得到有用的結果。這種把連續(xù)信號分割成若干小段的做法，稱為“時間窗”處理。因為每一個正小段可看做通過“時間長墻”T的一個“窗口”看到的。
用時間窗技術處理非平穩(wěn)隨機振動的方法，也可以用于頻率域中的分析。非平穩(wěn)信號可以理解為時變功率譜信號。由于工程上對信號頻譜結構隨時間的變化情況，以及譜峰發(fā)生的時刻和頻率非常感興趣，因此，在現(xiàn)代信號處理機中已具有這種功能，即“時間譜陣”功能。
隨機振動信號的統(tǒng)計特性CM1213-04S0隨時間而變化時，則稱其為非平穩(wěn)隨機振動。例如，當均值、均方值、頻率成分等統(tǒng)計參數中，一個或一個以上的參數隨時間而變化時，都稱其為非平穩(wěn)隨機振動。
在工程實際中，存在許多非平穩(wěn)隨機振動，它主要是由系統(tǒng)受非平穩(wěn)激勵而引起的。非平穩(wěn)激勵必然導致系統(tǒng)非平穩(wěn)響應。例如，風對雷達天線的激勵；導彈、火箭的發(fā)射和級間分離時火箭體受到的激勵；安裝在汽車、飛機等載體上的電子設備在載體啟動、制動、加速時所受到的激勵等。
由于非平穩(wěn)隨機振動信號不再是各態(tài)歷經的，故它們的統(tǒng)計特性不能再用一次記錄或一段記錄得到的樣本函數通過對時間的平均來獲得，而只能通過對多次記錄或多段記錄的樣本信號函數進行總體平均（集總平均或系集平均）來獲得。
對于有Ⅳ個樣本函數或Ⅳ段記錄的信號樣本函數的非平穩(wěn)隨機過程，在任何指定時刻0在工程實際中，(tj)和x2(0)的計算是非常困難的。這不僅因為它需要Ⅳj oo個樣本數，而且還必須在樣本函數的整個時間長度（f樣本）時域內（O<tj<f樣本）進行無窮多個時間點tj(jj oo)的運算。如果要獲得火箭在發(fā)射時的隨機激勵和響應特性，那么就要求火箭發(fā)射Ⅳ(Ⅳo oo)次。這種要求無疑是無法實現(xiàn)的。
從嚴格的數學概念出發(fā)，工程中實際的隨機振動信號都存在著一定的非平穩(wěn)性。因此，在處理隨機振動信號時，首先必須進行平穩(wěn)性檢查，在隨機振動信號的統(tǒng)計特性參數隨時間的變化很緩慢時，可將其視為平穩(wěn)隨機振動來處理。這如同在工程中常將弱非線性系統(tǒng)作為線性系統(tǒng)處理一樣。
平穩(wěn)性檢驗通常只對方差進行，將一個T時間記錄樣本分成若干個時間小段正，若在每一個時間小段l信號的方差間只有百分之幾的分散度，就可以認為它是平穩(wěn)的。由于隨機振動信號的均值通常趨于零，故不對均值進行檢驗。此外，由前面的討論可知，隨機振動信號的方差在平穩(wěn)性檢查時只有百分之幾的分散度，那么其均方值隨時間的變化也不會很大，故一般也不對其相關函數進行平穩(wěn)性檢查。
當確定某隨機信號為非乎穩(wěn)隨機振動后，目前最常用的方法是將一次長時間的記錄樣本分成若干個短時間段樣本，然后再對這些短時間段樣本進行平均，從而得到有用的結果。這種把連續(xù)信號分割成若干小段的做法，稱為“時間窗”處理。因為每一個正小段可看做通過“時間長墻”T的一個“窗口”看到的。
用時間窗技術處理非平穩(wěn)隨機振動的方法，也可以用于頻率域中的分析。非平穩(wěn)信號可以理解為時變功率譜信號。由于工程上對信號頻譜結構隨時間的變化情況，以及譜峰發(fā)生的時刻和頻率非常感興趣，因此，在現(xiàn)代信號處理機中已具有這種功能，即“時間譜陣”功能。
在工程實際中，存在許多非平穩(wěn)隨機振動，它主要是由系統(tǒng)受非平穩(wěn)激勵而引起的。非平穩(wěn)激勵必然導致系統(tǒng)非平穩(wěn)響應。例如，風對雷達天線的激勵；導彈、火箭的發(fā)射和級間分離時火箭體受到的激勵；安裝在汽車、飛機等載體上的電子設備在載體啟動、制動、加速時所受到的激勵等。
由于非平穩(wěn)隨機振動信號不再是各態(tài)歷經的，故它們的統(tǒng)計特性不能再用一次記錄或一段記錄得到的樣本函數通過對時間的平均來獲得，而只能通過對多次記錄或多段記錄的樣本信號函數進行總體平均（集總平均或系集平均）來獲得。
對于有Ⅳ個樣本函數或Ⅳ段記錄的信號樣本函數的非平穩(wěn)隨機過程，在任何指定時刻0在工程實際中，(tj)和x2(0)的計算是非常困難的。這不僅因為它需要Ⅳj oo個樣本數，而且還必須在樣本函數的整個時間長度（f樣本）時域內（O<tj<f樣本）進行無窮多個時間點tj(jj oo)的運算。如果要獲得火箭在發(fā)射時的隨機激勵和響應特性，那么就要求火箭發(fā)射Ⅳ(Ⅳo oo)次。這種要求無疑是無法實現(xiàn)的。
從嚴格的數學概念出發(fā)，工程中實際的隨機振動信號都存在著一定的非平穩(wěn)性。因此，在處理隨機振動信號時，首先必須進行平穩(wěn)性檢查，在隨機振動信號的統(tǒng)計特性參數隨時間的變化很緩慢時，可將其視為平穩(wěn)隨機振動來處理。這如同在工程中常將弱非線性系統(tǒng)作為線性系統(tǒng)處理一樣。
平穩(wěn)性檢驗通常只對方差進行，將一個T時間記錄樣本分成若干個時間小段正，若在每一個時間小段l信號的方差間只有百分之幾的分散度，就可以認為它是平穩(wěn)的。由于隨機振動信號的均值通常趨于零，故不對均值進行檢驗。此外，由前面的討論可知，隨機振動信號的方差在平穩(wěn)性檢查時只有百分之幾的分散度，那么其均方值隨時間的變化也不會很大，故一般也不對其相關函數進行平穩(wěn)性檢查。
當確定某隨機信號為非乎穩(wěn)隨機振動后，目前最常用的方法是將一次長時間的記錄樣本分成若干個短時間段樣本，然后再對這些短時間段樣本進行平均，從而得到有用的結果。這種把連續(xù)信號分割成若干小段的做法，稱為“時間窗”處理。因為每一個正小段可看做通過“時間長墻”T的一個“窗口”看到的。
用時間窗技術處理非平穩(wěn)隨機振動的方法，也可以用于頻率域中的分析。非平穩(wěn)信號可以理解為時變功率譜信號。由于工程上對信號頻譜結構隨時間的變化情況，以及譜峰發(fā)生的時刻和頻率非常感興趣，因此，在現(xiàn)代信號處理機中已具有這種功能，即“時間譜陣”功能。
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