监测与诊断技术.docx

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监测与诊断技术

刚度stiffness

      作用在弹性元件上的力（或力矩）的增量与相应位移（或角位移）的增量之比。

幅值调制amplitudemodulation

      在数学上，幅值调制相当于两个信号在时域上相乘；而在频域上，相当于两个信号的卷积。

这两个信号，一个称为载波，其频率相对来说较高；另一个称为调制波，其频率相对于载波频率来说较低。

在齿轮传动的信号中，啮合频率成分通常是载波成分，齿轮轴旋转频率成分通常是调制波成分。

幅值（振幅）amplitude

     正弦振动的最大值。

分贝（dB）decibel（dB）

非平衡过程non-stationaryprocess

      任一过程，如果其统计量是对过程进行测量的时间的函数，称为非平稳过程。

注：

一般定义的相关函数及功率谱密度函数对非平稳过程是不适用的。

非线性振动non-linearvibration

     系统中某些参数有非线性特征，只能用非线性微分方程描述的振动。

峰峰值peak-to-peakvalue

     振动量的最大值间的代数差。

峰值peakvalue

     在给定区间内振动量的最大值。

注：

振动量值通常取该量与均值间的最大偏离：

正峰值为正最大偏离，负峰值为负最大偏离。

动刚度（位移阻抗）dynamicstiffness

      响应力位移量时的机械阻抗。

动态系统dynamicsystem

      现在的输出与过去的输入有关的系统。

动态系统有记忆性，输入和输出的关系用微分方程（或差分方程）描述。

同义词：

动力学系统。

多自由度系统multi-degree-of-freedomsystem

      在任意时刻需要两个或更多的广义坐标才能完全确定其位置的系统。

窗函数（窗）windowfunction

      为了用数字信号分析仪进行分析，对信号进行截断处理时所用的权函数。

理想窗函数的傅里叶谱的主瓣应很窄（分辨率高），旁瓣应很低（泄露少）。

实际窗函数往往不可能同时兼顾。

传递函数transferfunction

      在线性定常系统中，当初条件为零时，系统的响应（或输出）与激励（或输入）的拉普拉斯变换之比。

传递率transmissibility

      线性定常系统受振动时稳态响应幅值与激励值的无量纲比。

响应和激励可以是力、位移、速度或加速度中的任一种。

次谐波subharmonic

     周期为基本周期的整数倍的正弦波。

波峰因素crestfactor

     峰值在均方根值之比。

正弦波的波峰因素为根号2。

颤振flutter

      弹性结构（如翼状结构）在均匀气流中由于受到气动力、弹性力和惯性力的耦合作用而发生的自激振动。

飞行器、桥梁及高层建筑物等结构都可能产生颤振。

参数振动vibrationofparametricexcitation

     由于外来作用使系统参数（如摆长、转动惯量、刚度等）按一定规律变化而引起的振动。

采样频率samplingfrequency

      一秒钟内的采样次数。

采样定理samplingtheorem

      若有一个时间信号函数f（t），其最高有效频率分量为fhHz，则此时间信号函数在时间域内完全可由一系列时间间隔等于或小于1/2fh秒的样品值来确定。

采样时间（采样长度）samplingtime

      填满一个数据块所需要的时间。

采样sampling

     从函数的定义域内等间隔（或不间隔）地获取数值的过程。

贝尔bel

     当以10为对数的底时的一种级的单位，贝尔只限于用在功率量或似功率量（平方量）中。

有效带宽（等效噪声带宽）effectivebandwidth

      某一带通滤波器与另一个在通带内有平坦响应的理想带通滤波器在输入相同的白噪声时，如果两者传输的能量相同，则称后者的带宽为该带通滤波器的有效带宽。

窄带随机振动narrow-bandrandomvibration

      频率分量仅仅分布在某一窄带内的随机振动。

注：

（1）窄频带的带宽与所研究的问题有关，但通常等于或小于1/3倍频程。

（2）窄带随机振动的波形很类似于正弦波，但其振幅和相位是随机变化的。

周期振动periodicvibration

      自变量经过某一相同增量后其值能再现的周期量。

振荡oscillation

     相对于给定的参考系，一个为时间函数的量值与其平均值相比，时大时小交替地变化的现象。

振型modeshape

       机械系统的某一给定振动模态的振型是指由中性面（或中性轴）上的偏离其平衡位置的最大位移值所描述的图形。

各点振型通常要按选定点的偏离值进行归一化。

振动模态（模态）modeofvibration

      机械系统动态特征的一种表征，它基于系统的振动可经解耦后由一组彼此独立的单自由度振荡器的振动叠加的原理。

振动模态由系统的特征值和相应的特征矢量所确定。

注：

无阻尼系统与比例阻尼系统的模态为实模态，一般阻尼系统的模态大多为复模态。

振动烈度vibrationserverity

      诸如极大值、平均值、均方根值或其他描述振动的参数中的一个或一组指定值。

它可适用于瞬时数据或平均后的数据。

注：

机器的振动烈度被定义为在机器的轴承和机座等特定点、特定方向的振动速度的最大均方根值。

振动vibration

      描述机械系统运动或位置的量值相对于某一平均值或大或小交替地随时间变化的现象。

轴心轨迹axlecentrelocus

     位于滑动轴承中的轴在旋转时，其轴心位置并不是始终稳定在某一点上不动的，而是以某一平衡中心作进动（甩转）运动，形成了轴心轨迹。

分析旋转轴轴心的轨迹可以判定异常振动的原因。

置信区间（置信度）confidenceinterval,confidence

      随机量的真值以给定的概率值落在由测量真值统计规律确定的数值范围内，此范围称置信区间。

这个概率值称为置信度。

系统system

      用以完成一定功能的各有关部分的组合。

线性系统linearsystem

      响应与激励大小成正比并且满足叠加原理的系统。

线谱（离散谱）linespectrum,discretespectrum

      由一些离散频率成分形成的谱。

注：

周期信号（可表示为傅里叶级数）的谱即为线谱。

跳跃jump

      在非线性系统中，当激振力幅值保持不变而频率缓慢地单调增大或单调减小时，受迫振动响应的振幅或相位会出现突然变化的现象。

前者称为振幅跳跃，后者称为相位跳跃。

细化分析zoomanalysis

      细化分析是动态信号分析仪中广泛使用的一种复解调技术。

它可以在较窄的指定频带内以很高的频率分辨率来显示隐含在信号内精细的频率结构。

这种技术是将感兴趣的频带转移到低频段后用低通滤波器去掉高频成分，再重新采样获得高分辨率。

统计诊断statisticaldiagnosis

      以统计数学为基础的诊断规则来确定设备运行状态的一种诊断方法。

统计诊断考虑到客观事物发生的不确定性，即事件按一定的概率发生；特征参数的取值和状态有一定分散性，即按一定的概率分布，应用概率论与数理统计的原理与方法来判断设备运行出现某类故障的置信度及置信区间，然后作出诊断结论。

希尔伯特变换Hilberttransform

      一个时间函数的希尔伯特变换非常类似于我们习惯的频域变换，但它是在时域中直接运算的，在进行数值运算时，往往借助于傅里叶变换来实现。

响应excitation

       系统受外力或其他输入作用后的输出。

相角差（相位差）phaseangledifference

     同频率的两个周期函数的相角之差。

相角（相位）phaseangle

     将自变量的某基值作为基准值来测量时，周期函数的超前的周期分数值（用角度表示）

相位分析phaseanalysis

      根据信号间的相位关系分析设备故障原因的一种方法。

进行相位分析可大体上识别设备发生异常的内容。

例如，根据压缩机等回转机械轴的回转角度信号和表示轴承振动的信号区别异常。

弯曲振动（横向振动）bendingvibration

     使弹性体产生弯曲变形的振动。

实时分析real-timeanalysis

      信号分析的时间能满足非平稳过程动态参数分辨的需要，即分析时间不大于采样时间。

随机振动randomvibration

     在未来任一给定时刻，其瞬时值不能精确预知的振动。

确定性振动determinsticvibration

   可以由时间历程的过去信息来预知未来任一时刻瞬时值的振动。

识别技术patternrecognition

      把观测到的数据进行分类和识别，判断设备的状态而预测故障发展的技术。

常用的识别方法有两种：

第一种是结合诊断对象的机构原理，从理论和试验两方面找出设备的故障和征兆的关系；第二种是以概率论为基础，参照过去积累的实验数据的概率，推断目前最可能出现的故障。

当前已有很多新技术用于识别故障，诸如神经网络、专家系统、小波变换、全息技术等。

时间历程timehistory

      一个量的大小波表示为时间函数。

时间序列分析timeseriesanalysis

      把观测到的连续信号抽样或以一定时间间隔直接观测到的值按时间顺序排列，叫做时间序列。

从时间序列找出所包含的特征参数如均值、相关函数、功率谱密度等，称为时间序列分析。

受迫振动forcedvibration

     由稳态激励产生的稳态振动。

注：

线性系统有频率保存性，受迫振动频率与激励频率相同。

人工神经网络artificialneuralnetwork

       是模仿生物神经元细胞传递信息方式的一种计算机软、硬件技术。

广义上说，人工神经网络可以理解成由大量与生物神经细胞类似的人工神经元高度关联、互联而成的，具有某些智能功能的系统。

其基本处理单元为神经元（neruon），神经元之间的相互作用用连接权值表示。

与网络结构紧密联系的是学习算法，由它将网络训练为人们期望具有的特性。

人工神经网络的主要特点是非线性、自适应和大规模并行处理。

成为信息处理中一种崭新的方法。

神经网络技术的应用已渗透到各个领域。

在信号处理、智能控制、模式分类、非线性优化、自动目标识别、知识处理、传感器技术以及设备故障诊断等方面取得了很快进展。

根据神经元的连接形式不同，神经网络结构模型有100多种，最常用的前向网络和含有反馈的网络。

柔度compliance

     刚度的倒数。

逻辑诊断logicdiagnosis

      由逻辑推理规则来确定设备是否处于正常运行状态的一种诊断方法。

在逻辑诊断中，将特征归结为“有”和“无”两种（若特征参数大于某个给定阈值则为“有”该特征，否则为“无”），机器的状态同样可归结为“有”或“无”，或“好”和“坏”两种。

这种方法简单明了，应用较广，特别是在简易诊断中。

但太粗糙，诊断的精度不高。

量化quantizing

      对可取任意值的采样数据进行模数转换使其变成有限位数字值的过程。

扭转振动torsionalvibration

     弹性体绕其纵轴产生扭转变形有振动。

连续谱continuousspectrum

      在一定频率范围内含有连续频率成分的谱。

注：

非周期信号（通过傅里叶变换得到其频谱）的谱为连续谱。

模糊诊断fuzzydiagnosis

      以模糊教学为基础的诊断规则来确定设备运行状态的一种诊断方法。

模糊诊断考虑到人对机器特征和状态评价的主观不确定性或模糊性，机器的特征和状态用多值逻辑的特征函数来描述，如某特征“很强”、“强”、“一般”、“弱”、“很弱”；某故障“严重”、“较严重”、“一般”、“轻微”、“无”等等，然后按特征或状态参数的取值确定归入某类特征或状态的“隶属度”。

更精确的可用连续变化的特征函数来描述。

模态参数modalparameter

      模态的特征参数，即振动系统的各阶固有频率、振型、模态质量、模态刚度与模态阻尼。

奈奎斯特频率（折叠频率）Nyquistfrequency

      1/2的采样频率。

离线诊断off-linediagnosis

      通过磁带记录仪或数据采集器将现场信号记录并储存，然后在实验室内进行回收分析，并对异常工况进行诊断。

离散傅里叶变换discreteFouriertransform

       有限、离散的数字序列的傅里叶变换。

拍频beatfrequency

     频率相近的两个振荡的频率差的绝对值。

拍beats

    由两个频率相近的振荡合成的、其振幅呈周期性变化的现象。

各态历经过程（遍历过程）ergodicprocess

      平稳随机过程中任一随机样本函数的时间平均值与无限多个随机样本函数在同一时刻的平均值相等，即时间平均等于集合平均。

傅里叶变换（傅里叶积分）Fouriertransform

      1、正傅里叶变换：

将非周期的（或距离）函数变为频率（或波数）的连续函数的变换。

2、逆傅里叶变换：

将频率（或波数）的连续函数变为时间（或距离）函数的变换。

估计值estimatevalue

     随机变量的性质不能靠有限的子样数据来精确确定，从有限个采样只能得到研究参数（真值Φ）的估计值（^Φ）。

估计值^Φ往往以概率论与数理统计等数学工具对信号的有限记录长度为t的连续时间历程进行处理、计算和分析后得到。

故障诊断faultdiagnosis

      根据状态监测获得的信息，对信号中出现的异常现象，结合已有的知识（设备结构特性、环境条件、运行历史和现状以及各种故障表现特征等）对异常现象进行分析、判断，确定故障的性质、类别、程度、原因、部位、并提出控制故障和消除故障的措施。

固有频率inherentfrequency

      系统自由振动时的频率。

在多自由度系统中，固有频率是简正频率。

共振解调（包络检波频谱分析法）resonancedemodulation

      通常用于具有滚动轴承的轴组件振动的分析。

它是利用轴承或检测系统作为谐振体，把故障冲击产生的高频共振响应波放大，通过包络检波方法（例如希尔伯特变换）变为具有故障特征信息的低频波形，然后采用频谱分析法找出故障的特征频率（间隔频率），从而确定故障的类型以及故障发生。

混沌chaos

      在确定性的非线性动态系统中出现的貌似随机的、不能预测的运动。

它对初始条件有极其强烈的敏感性。

混淆（频率混淆、迭混，混迭）aliasing,frequencyaliasing

      在离散化过程中，折叠频率低于信号的最高频率，离散信号谱出现高低频谱分量的重叠。

基本周期（周期）fundamentalperiod

     周期量函数重复出现时自变量的最小增量。

基本固有振动模态fundamentalinherentmodeofvibration

     系统在最低固有频率时的振动模态。

基本频率fundamentalfrequency

    1、对于周期量，它是基本周期的倒数。

2、对于多自由度振动系统，它是系统最低的固有频率。

机械系统mechanicalsystem

     由质量、刚度和阻尼各元素所组成的系统。

机械阻抗（速度阻抗）mechanicalimpedance

      线性定常机械系统中激励力相量与响应的速度相量之比。

注：

对于旋转系统应当使用力矩和角速度来代替力和速度。

机械导纳（速度导纳）mechanicaladmittance

     机械阻抗的倒数。

环境振动ambientvibration

     与给定环境有关的所有周围的振动，通常是由远近振源产生的振动的综合效果。

简易诊断simplediagnosis

     利用较为简单的测量仪器对设备进行监测、分析，确定机器（或设备）的工作状态。

简谐振动（正弦振动）simpleharmonicvibration

      自变量为t的正弦函数的振动，用公式

（1）表示为：

y=Asin（ωt+Φ）式中：

Y-简谐振动；A-振幅；t-自变量；ω-角频率；Φ-振动的初相角。

激励excitation

       作用于系统的外力或其他输入。

角频率（圆频率，ω）angularfrequency

    每2π秒振动的次数，单位为弧度每秒（rad/s或1/s）。

截断truncation

      截取一段信号。

注：

在数字数据分析中只能对有限长度的离散时间序列进行离散傅里叶变换运算。

卷积（褶积）convolution

      卷积积分是一种数学运算方法。

X（t）和H（t）是两个时间域函数，当它们按下列公式运算时：

Y（t）=X（t）*H（t）。

函数Y（t）称为函数X（t）和h（t）的卷积。

精密诊断precisediagnosis

      利用较完善的仪器或设备（含有较完善的分析、诊断软件和较先进、功能较全的硬件），对机器（或设备）进行状态（尤其是异常状态）分析，确定产生（或潜在）故障的性质、部位、类别、程度和原因等。

快速傅里叶变换fastFouriertransform（FFT）

     能大大减少复数乘法和加法计算时间的离散傅里叶变换算法。

宽带随机振动broad-bandrandomvibration

      频率分量分布在宽频带内的随机振动。

注：

宽频带的带宽与所研究的问题有关，但通常等于或大于一个倍频程。

抗频混滤波器anti-aliasingfilter

      为了避免产生频率混淆，一般使信号在进入A/D（模数转换）之前，先通过一个模拟式低通滤波器，滤除信号中不必考虑的高频成分。

这种用途的滤波器称为抗频混滤波器。

考虑到滤波器不可能有理想的滤波特性，因此其截止频率通常取为信号最高分析频率fn的1.25-2倍。

平稳过程stationaryprocess

    统计特性不随时间平移而改变的时间历程（样本函数）的集合。

平滑（滑动平均）smoothing

平均average

谱（频谱）spectrum,frequencyspectrum

      把时间函数的分量按幅值或相位表示为频率的函数的分布图形。

注：

根据振动或声音性质不同，它的谱可能是线谱、连续谱或二者之和。

频率响应函数（频响函数）frequencyresponsefunction

      1、简谐激励时，稳态输出相量与输入相量之比。

2、瞬态激励时，输出的傅里叶变换与输入的傅里叶变换之比。

3、平稳随机激励时，输出和输入的互谱与输入的自谱之比。

注：

频响函数是线性定常系统的固有性，它与输入函数的类型无关。

频率（F）frequency

    每秒振动的次数，单位为赫兹（Hz）。

频率是周期的倒数。

频率分辨率frequencyresolution

      采样时间的倒数。

信号signal

     1、用来传送信息的物理量的变化。

2、通信系统中传送的信息。

小波变换wavelettransform

      小波变换的实质是一组相对带宽相等而中心频率可变的带通滤波器对信号进行多尺度滤波，从而得到信号不同频带内的成分。

带通滤波器的带宽随着中心频率的变化而自动调节，中心频率越低其带宽越窄，反之则带宽越宽。

这一性质对分析信号的局部特性有重要意义。

局部化与多尺度分析是小波分析的精华，使小波变换成为一种较理想的时频分析工具。

小波分析在处理突变信号和非平稳信号方面所显示的优越性，将在故障诊断领域中获得广泛应用。

泄露leakage

      在信号处理过程中，由于对时域波形加了不合适的窗函数（例如对信号进行突然截断的矩形空），导致在频域中出现很多旁瓣影响即起伏波动延伸到很宽范围的频率分量的现象。

泄露除在原始谱图中添加很多皱纹外，还会降低对相距较近的频率分量的分辨能力。

自适应噪声消除adaptivenoisecancelling

      是一种从混有噪声甚至强噪声的信号中提取信号的方法，使噪声的影响最小以提高信噪比，从而提高监控和诊断的有效性和可靠性。

常用的一种方法其基本原理是有两个输入至自适应滤波器：

一个输入是监测点的含有噪声的信号（主输入）；另一个是以噪声为主但也有可能含有信号（参考输入）。

通过自适应滤波器运算，在两路输出中有一路主要是信号，信噪比得到很大提高。

消噪效果与输入、滤波器参数选择及运算方法有关。

自由振动freevibration

     激励或约束去除后出现的振动。

注：

无阻尼线性系统以其固有频率作自由振动。

自由度degreeoffreedom

     在任意时刻完全确定机械系统位置所需要的独立的广义坐标数。

自激振动self-excitedvibration

   在非线性系统内由于非振荡能量转换为振荡能量而形成的振动。

专家系统expertsystem

      能够在一定程度上模拟专家的思考、判断，并发挥专家作用的计算机软件系统。

目前已在化学分析、医疗诊断、矿藏勘探、石油开采、杂交育种等方面广泛应用。

近年来，还尝试用专家系统来解决电缆维修、供水报警及保护、数据库管理、通信网络故障诊断、军事报警、电子线路分析和电子计算机辅助设计等方面的问题。

状态识别conditionrecognition

      由状态监测获得的机器运行状态的信号，经过信号处理后获得的设备特征参量与规定的允许参数或判别参数进行对比，以确定机器或设备的工作状态。

准周期振动quasi-periodicvibration

     波形略有变化的周期振动。

等效系统equivalentsystem

     为便于分析而采用的与原系统效应相等的系统。

单位脉冲响应函数（脉响函数）unitimpulseresponsefunction

      线性定常系统当初始条件为零时受到一单位脉冲函数力激励后的位移响应。

单位脉冲响应函数为频率响应函数的傅里叶逆变换。

单自由度系统singledegree-of-freedomsystem

     在任意时刻只要一个广义坐标即可确定其位置的系统。

倒频谱cepstrum

复示站reviewandforecaststation

      设置在主要列检所。

完成列检作业列车的热轴预报。

常为台一带通