標準解讀

GB/T 29716.3-2021是關于機械振動與沖擊信號處理系列標準中的第三部分，專門針對時頻分析方法進行了規定。該標準旨在為從事機械設備狀態監測、故障診斷以及相關研究領域的技術人員提供一套標準化的時頻分析流程和技術指南。

本部分首先介紹了時頻分析的基本概念及其在機械振動與沖擊信號處理中的重要性。它指出，不同于傳統的傅里葉變換僅能提供信號的頻率成分信息而不考慮時間維度的變化，時頻分析技術能夠同時展示信號隨時間和頻率變化的信息，這對于非平穩信號（即其統計特性隨時間而變的信號）尤為重要。

接著，標準詳細列舉了幾種常見的時頻分析方法，包括但不限于短時傅里葉變換(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)以及連續小波變換(CWT)等，并對每種方法的特點、適用范圍及局限性進行了說明。例如，STFT通過將長信號分割成多個短段來執行局部化的頻譜分析；WVD雖然提供了良好的時頻分辨率但可能存在交叉項干擾問題；CWT則因其多分辨率特性，在處理具有不同尺度特征的信號時表現出色。

此外，GB/T 29716.3-2021還討論了如何根據具體應用場景選擇合適的時頻分析工具，并給出了實施這些技術時應注意的一些關鍵點，如窗函數的選擇對于STFT結果的影響、如何抑制WVD中的交叉項以提高圖像清晰度等。

最后，該文件強調了正確應用時頻分析方法對于準確識別機械設備運行狀態、預測潛在故障等方面的重要性，并鼓勵研究人員不斷探索新的算法和技術以應對日益復雜的工程挑戰。


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....

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  • 現行
  • 正在執行有效
  • 2021-05-21 頒布
  • 2021-12-01 實施
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GB/T 29716.3-2021機械振動與沖擊信號處理第3部分：時頻分析方法_第1頁
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文檔簡介

ICS17160

J04.

中華人民共和國國家標準

GB/T297163—2021/ISO18431-32014

.:

機械振動與沖擊信號處理

第3部分時頻分析方法

:

Mechanicalvibrationandshock—Signalprocessing—

Part3Methodsoftime-freuencanalsis

:qyy

(ISO18431-3:2014,IDT)

2021-05-21發布2021-12-01實施

國家市場監督管理總局發布

國家標準化管理委員會

GB/T297163—2021/ISO18431-32014

.:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規范性引用文件

2…………………………1

術語和定義

3………………1

符號

4………………………2

時頻變換

5…………………2

短時傅里葉變換

5.1……………………2

廣義維格納威爾分布

5.2-………………3

小波變換

5.3……………3

附錄資料性附錄基于維格納分布的齒輪故障分析

A()………………5

參考文獻

………………………7

GB/T297163—2021/ISO18431-32014

.:

前言

機械振動與沖擊信號處理分為以下幾部分

GB/T29716《》:

第部分引論

———1:;

第部分傅里葉變換分析的時域窗

———2:;

第部分時頻分析方法

———3:;

第部分沖擊響應譜分析

———4:。

本部分為的第部分

GB/T297163。

本部分按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

本部分使用翻譯法等同采用機械振動與沖擊信號處理第部分時頻分析

ISO18431-3:2014《3:

方法

》。

與本部分規范性引用的國際文件有對應關系的我國文件如下

:

機械振動沖擊與狀態監測詞匯

———GB/T2298—2010、(ISO2041:2009,IDT)

機械振動與沖擊信號處理第部分引論

———GB/T29716.1—20131:(ISO18431-1:2005,

IDT)

本部分由全國機械振動沖擊與狀態監測標準化技術委員會提出并歸口

、(SAC/TC53)。

本部分起草單位上海交通大學南方電網電力科技股份有限公司鄭州機械研究所有限公司

:、、。

本部分主要起草人饒柱石董廣明劉石馬衛平楊毅

:、、、、。

Ⅰ

GB/T297163—2021/ISO18431-32014

.:

引言

時頻分析適用于在時域和頻域上對振動或沖擊進行定量地描述這種方法有利于分析變速機械的

。

振動問題如發動機轉速變化的汽車等時頻分析還適用于定量地描述機械的脈沖響應如碰撞響應

,。,。

時頻分析可以描述撞擊的持續時間和頻率響應頻率響應可以頻率轉速或倍頻程的形式表達本部

。、。

分包含了四種方法短時傅里葉變換維格納威爾變換喬伊威廉斯變換和小波變換經由恰當地選

:、-、-。

取特征參數每種方法都能定量地描述沖擊與振動的時間和頻率成分從而實現對指定機械的量化

,,

描述

。

Ⅱ

GB/T297163—2021/ISO18431-32014

.:

機械振動與沖擊信號處理

第3部分時頻分析方法

:

1范圍

的本部分規定了對一段時間內物理或工程量如加速度力或位移的給定采樣測量

GB/T29716(、)

進行時頻分析的數字計算方法給出了幾個時頻變換的數學公式并對參數的記錄提出了要求和建議

。,。

數據可通過對機械結構實驗測量得到也可從機械結構的數值仿真中獲得由于機械結構種類多

,。

樣如顯微儀器樂器汽車加工機器建筑物和土木結構等因此所涉及的數據的類型非常廣泛通過

,、、、、,。

這些數據可確定機器或人體對機械振動和沖擊的響應

。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文

。,

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于本文件

,,()。

機械振動沖擊與狀態監測詞匯

ISO2041、(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-

ring—Vocabulary)

機械振動與沖擊信號處理第部分引論

ISO18431-11:(Mechanicalvibrationandshock—

Signalprocessing—Part1:Generalintroduction)

3術語和定義

界定的以及下列術語和定義適用于本文件

ISO2041、ISO18431-1。

31

.

短時傅里葉變換short-timeFouriertransform

一種與傅里葉變換相關的數學變換用于確定時變振動中簡諧頻率和相位對時間的依賴性

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