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1、汽车试验技术汽车试验技术汽车试验技术主要介绍汽车试验理论和试验方法，其内容包括汽车测试系统的组成与特性分析、汽车试验系统中常用的典型传感器、信号的调理与传输、试验数据的采集与处理、DSP技术、虚拟仪器系统、汽车整车出厂检验系统、汽车整车性能的道路试验、汽车室内台架试验系统、汽车试验场试验、汽车噪声试验系统、试验设计与试验研究等。汽车试验的重要意义汽车试验对汽车产业开展的重要作用与影响现代汽车试验技术第一章第一章 概论概论第一第一节节 汽车试验在汽车产业中的地位汽车试验在汽车产业中的地位汽车是一个由成千上万零部件组装成的产品，每个零件的品质和功能，都有可能直接影响汽车的性能。因此，有关汽车的试验
2、研究内容很广，需要解决的问题也极为复杂，既有涉及产品品质的检查性试验，也有涉及性能比照研究研发性试验，以及涉及安全和环保的认证试验等，从事汽车试验的单位和部门也包括了生产企业、科研部门和认证机构、使用单位，可见，汽车试验研究本身已经成为伴随汽车技术开展的一个相对独立的研究领域。汽车试验的特点汽车试验的特点按试验特征分类室内台架试验汽车试验场试验实际的道路试验按试验对象分类整车试验总成与大系统试验零部件试验按试验目的分类质检试验新产品定型试验科研试验各类试验的关系第二节第二节 汽车试验的分类汽车试验的分类汽车道路试验系统的组成与工作原理第三节第三节 汽车试验系统的组成汽车试验系统的组成汽车台架试
3、验系统的组成与工作原理一、汽车试验方法 探索性试验，新机构的原理验证试验，获取原始控制数据的定标试验，为产品、结构改进提供支持的功能试验，生产工艺的改进与验证试验，整车及总成部件的可靠性、耐久性试验，产品质量控制试验，汽车试验技术的探索、研究试验等。其开展主要表现在以下两个方面：1、试验内容逐年增加 2、试验方法的不断更新 第四节汽车试验技术与试验设备第四节汽车试验技术与试验设备二、汽车试验仪器设备自动化程度越来越高功能集成在试验室内再现各类试验环境高精度、高效率测试是测量和试验的综合，主要研究各种物理量的测试是测量和试验的综合，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测量原理和测
4、量信号分析处理方法。测试的基本任务是获取有用的信息，信息蕴涵在信测试的基本任务是获取有用的信息，信息蕴涵在信号中。号中。测量是以确定被测物属性量值为目的的全部操作。测量是以确定被测物属性量值为目的的全部操作。测试技术属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱测试技术属于信息科学范畴，是信息技术三大支柱测试控制技术、计算技术和通信技术之一。测试控制技术、计算技术和通信技术之一。测试技术基本概念测试技术基本概念 测试过程和测试系统的一般组成测试过程和测试系统的一般组成简单测试系统可以简单测试系统可以只有一个模块，但只有一个模块，但精度低，无法实现精度低，无法实现测量自动化。测量自动化。为提高测量精度和自
5、为提高测量精度和自动化程度，通常先将动化程度，通常先将被测物理量转换为电被测物理量转换为电量，进行处理和输出。量，进行处理和输出。信息转换信息转换信息提取信息提取 简简单单说说来来，测测试试系系统统由由传传感感器器、中中间间变变换换装装置置和和显示记录装置三局部组成。显示记录装置三局部组成。测试系统组成测试系统组成框图框图被被被被 测测测测对对对对 象象象象传传传传感感感感器器器器信信信信号号号号调理调理调理调理传传传传输输输输信信信信号号号号处理处理处理处理显显显显示示示示记录记录记录记录观察观察观察观察者者者者鼓鼓鼓鼓励励励励装置装置装置装置反响、控制反响、控制反响、控制反响、控制在科学实
6、验、产品开发、生产监督、质量控制等，在科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等工程领域。械、电力、石化和海洋运输等工程领域。测试技术的工程应用测试技术的工程应用 机械手、机器人中的传感器机械手、机器人中的传感器 转转动动/移移动动位位置置传传感感器器、力力传传感感器器、视视觉觉传传感感器器、听听觉觉传传感感器器、接接近近距距离离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。在各种自动控制系统中，传感器起着系统感官的作用，是其重要组成局部。
7、在各种自动控制系统中，传感器起着系统感官的作用，是其重要组成局部。密歇根大学机械手装配模型密歇根大学机械手装配模型生产加工过程监测生产加工过程监测 切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。器等。数字化工厂数字化工厂流程工业设备运行状态流程工业设备运行状态监控监控 电力、冶金、石化、化工等流程工业中，通常建立电力、冶金、石化、化工等流程工业中，通常建立2424小时在线监测系统。小时在线监测系统。石化管道、储石化管道、储油罐等压力容油罐等压力容器的破损和泄器的破损和泄露检测。露检测。产品质量测量产品质量测
8、量 汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。进行测量和出厂检验。汽车出厂检验原理框图汽车出厂检验原理框图汽车扭距测量汽车扭距测量机床加工精度测量机床加工精度测量楼宇控制与安全防护楼宇控制与安全防护 楼宇中应用了许多测试技术，如安全监测、空气监测、温度监测、电梯运行楼宇中应用了许多测试技术，如安全监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。状况。某楼宇自动化系统：电源管某楼宇自动化系统：电源管理、安全监测、照明控制、理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水空调控制、停车管理、水/废水管理和电
9、梯监控。废水管理和电梯监控。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器家庭与办公自动化家庭与办公自动化 家电产品和办公自动化产品设计中，大量的应用了传感器和测试技术来提家电产品和办公自动化产品设计中，大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。高产品性能和质量。全自动洗衣机全自动洗衣机衣物重量传感器，衣质传感器，衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透水温传感器，水质传感器，透光率光传感器光率光传感器(洗净度洗净度)液位传液位传感器，电阻传感器感器，电阻传感器(衣物烘干衣物烘干检测检测)。指纹传感器指纹传感器透光率传感器透光率传感器温湿度传感器温湿度传感器温度传感器温度传感器测试技
10、术在汽车中的应用测试技术在汽车中的应用日新月异日新月异 汽车传感器汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核 心技术内容。心技术内容。普通轿车：约安装几十到近百只传感器，普通轿车：约安装几十到近百只传感器，豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。发动机发动机：向发动机的电子控制单元向发动机的电子控制单元ECUECU提供发提供发动机的工作状况信息，对发动机工作状况进行精确动机的工作状况信息，对发动机工作状况进行精确控制。控制。传感器：温度、压力、位置、转速、流量、气体浓传感器：温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和
11、爆震传感器等。度和爆震传感器等。底底 盘盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等。系统、制动防抱死系统等。传感器：车速、踏板、加速度、节气门、发动机转传感器：车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温等。速、水温、油温等。车车 身身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。传感器：温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、传感器：温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等。测距、图象等。测试技术的开展趋势测试技术的开展趋势1 1、传感器方面、传感器方面 1 1利利用用新新发发现现的的材材料料和和新
12、新发发现现的的生生物物、物物理理、化化学学效效应应开发出的新型传感器开发出的新型传感器光纤流速传感器光纤流速传感器荧光材荧光材料制作料制作电子鼻电子鼻传感器传感器生物酶血样分析传感器生物酶血样分析传感器2 2 2 2传感器传感器传感器传感器+嵌入式计算机嵌入式计算机嵌入式计算机嵌入式计算机 智能传感器智能传感器智能传感器智能传感器振动网络传感器振动网络传感器嵌入式计算机嵌入式计算机智能压力网络智能压力网络传感器传感器智能智能倾角倾角RS232RS232传感器传感器ICIC总线数字温度总线数字温度传感器传感器2.2.2.2.测量信号处理方面测量信号处理方面测量信号处理方面测量信号处理方面 自动化
13、自动化软件软件PLC串行口串行口数据采集数据采集过程过程现场总线现场总线个人计算机或个人计算机或工作站工作站图象图象公司公司 Intranetor Internet分布式分布式 I/O动作动作基于虚拟仪器的新型工业测控系统架构基于虚拟仪器的新型工业测控系统架构第二第二章章汽车汽车试验基础理论试验基础理论测量的基础知识测量的基础知识量与量纲量与量纲量是指现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性。不同量是指现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性。不同类的量彼此可以定性区别，同一类中的量之间以量值大小来区别。类的量彼此可以定性区别，同一类中的量之间以量值大小来区别。1 1、量值、量值用
14、数值和计量单位的乘积表示。用数值和计量单位的乘积表示。2 2、基本量和导出量、基本量和导出量基本量是相互独立的量，导出量是又基本量按一定函数关系定义的。基本量是相互独立的量，导出量是又基本量按一定函数关系定义的。3 3、国际单位制中的七个基本量、国际单位制中的七个基本量长度、质量、时间、温度、电流、发光强度和物质的量。长度、质量、时间、温度、电流、发光强度和物质的量。任何一个量可用基本量量纲的幂表示，在任一个量与其他量之间的任何一个量可用基本量量纲的幂表示，在任一个量与其他量之间的关系式等号两侧的量纲相同。关系式等号两侧的量纲相同。量和测量量和测量测量、计量、测量、计量、测试测试以确定被测对象
15、的量值为目的而进行的实验过程。以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。1.1.测量（测量（MeasurementMeasurement）研究测量、保证测量统一和准确的科学。研究测量、保证测量统一和准确的科学。2.2.计量（计量（MetrologyMetrology）3.3.测试（测试（Measurement and TestMeasurement and Test）具有试验性质的测量。具有试验性质的测量。测量的四要素：被测对象、计量单位、测量方法测量的四要素：被测对象、计量单位、测量方法 和测量误差。和测量误差。一、测量方法分类一、测量方法分类1.1.直接测量与间接测量直接测量与间接测量2
16、.2.直接比较测量与替代测量直接比较测量与替代测量3.3.接触测量与非接触测量接触测量与非接触测量4.4.静态测量与动态测量静态测量与动态测量二、测量装置及有关术语二、测量装置及有关术语1.1.传感器传感器2.2.测量变换器测量变换器提供与输入有给定关系的输出量的测量器件。提供与输入有给定关系的输出量的测量器件。传感器是第一级测量变换器，当测量变换器输出为标准信号时，称为变传感器是第一级测量变换器，当测量变换器输出为标准信号时，称为变送器。送器。3.3.检测器检测器用以指示某种特定值的存在而不必提供量值器件或物质，如化学试纸。用以指示某种特定值的存在而不必提供量值器件或物质，如化学试纸。测量方
17、法和测量测量方法和测量装置装置4.4.测量器具的示值测量器具的示值5.5.准确度等级准确度等级表示测量器具的等级或级别。表示测量器具的等级或级别。6.6.标称范围标称范围示值范围。示值范围。7.7.量程量程标称范围的上下限之差的模。标称范围的上下限之差的模。8.8.测量范围测量范围在测量器具极限误差范围内，被测量值的范围。在测量器具极限误差范围内，被测量值的范围。9.9.漂移漂移测量器具的计量特性随时间的慢变化。测量器具的计量特性随时间的慢变化。一、测量误差的定义一、测量误差的定义测量误差测量误差 =测量结果测量结果 -真值真值二、误差分类二、误差分类1.1.根据产生误差的原因根据产生误差的原
18、因仪器工具误差仪器工具误差人为个人误差人为个人误差环境条件误差环境条件误差2.2.根据误差的统计特征根据误差的统计特征系统误差，随机误差和过失误差。系统误差，随机误差和过失误差。测量误差测量误差三、误差的表示方法三、误差的表示方法1.1.绝对误差绝对误差2.2.相对误差相对误差相对误差相对误差 =误差误差 真值真值 误差误差 测量结果测量结果3.3.引用误差引用误差用于表示计量器具特性用于表示计量器具特性引用误差引用误差 =绝对误差绝对误差 引用值量程引用值量程4.4.允许误差允许误差5.5.测量误差的分布特征测量误差的分布特征 被测量真值被测量真值第第i i次的测量值次的测量值测量值概率分布
19、的数学期望测量值概率分布的数学期望测量值概率分布的标准偏差测量值概率分布的标准偏差第第i i次的测量误差值次的测量误差值第第i i次的测量随机误差值次的测量随机误差值系统误差系统误差四、测量精度和不确定度四、测量精度和不确定度1.1.测量精密度测量精密度表示测量结果中随机误差大小的程度，也指在一定条件下屡次测量表示测量结果中随机误差大小的程度，也指在一定条件下屡次测量所得结果彼此符合程度。所得结果彼此符合程度。2.2.测量正确度测量正确度表示测量结果中系统误差大小的程度，反映了在规定条件下测量结表示测量结果中系统误差大小的程度，反映了在规定条件下测量结果中所有系统误差的综合。果中所有系统误差的
20、综合。3.3.测量准确度测量准确度表示测量结果和被测量真值之间的一致程度，反映了测量结果中系表示测量结果和被测量真值之间的一致程度，反映了测量结果中系统误差和随机误差的综合。统误差和随机误差的综合。测量精密度、正确度、精确度测量精密度、正确度、精确度举例举例36不精密随机误差大不精密随机误差大 正确系统误差小正确系统误差小 精密随机误差小精密随机误差小不正确系统误差大不正确系统误差大不精密随机误差大不精密随机误差大不正确系统误差大不正确系统误差大精密随机误差小精密随机误差小正确系统误差小正确系统误差小不精确不精确不精确不精确不精确不精确精确精确第一节 汽车试验系统的特性测试系统的组成测试系统的
21、组成 测试系统是由假设干相互联系、相互作用测试系统是由假设干相互联系、相互作用的单元试验装置、仪器设备和传输及控制部的单元试验装置、仪器设备和传输及控制部件，为实现特定的测试目的而组成的有机整件，为实现特定的测试目的而组成的有机整体。体。测试系统的数学模型测试系统的数学模型 把把测测量量装装置置作作为为一一个个系系统统来来看看待待，工工程程测测量量问问题题化化为处理输入、系统传输特性和输出三者之间的关系。为处理输入、系统传输特性和输出三者之间的关系。x(t)h h h h(t t t t)H H H H(s s s s)X(s)y(t)Y(s)系统分析中的三类问题：系统分析中的三类问题：1 1
22、测量：系统特性，输出可测量，推断输入。测量：系统特性，输出可测量，推断输入。2 2系统定度：输入、输出可测量，推断系统传输特性系统定度：输入、输出可测量，推断系统传输特性 。3 3信号预测：输入和系统特性，推断和估计系统的输信号预测：输入和系统特性，推断和估计系统的输出。出。1 1、静静态态特特性性：被被测测试试量量在在测测试试状状态态下下，被被测测试试量量不不随随时时间间变变化化或或变变化化很很缓缓慢慢时时，测测试试系系统统的的输输出出和输入之间的关系。和输入之间的关系。2 2、动动态态特特性性：被被测测试试量量随随时时间间变变化化而而变变化化，测测试试系统的输出和输入之间的关系。系统的输出
23、和输入之间的关系。试验系统的特性试验系统的特性试验系统的静态特性试验系统的静态特性1、灵敏度：输入量的变化所引起输出量变化的大小。、灵敏度：输入量的变化所引起输出量变化的大小。2、分辨率：是指试验系统能测量到的最小输入量变化的值，、分辨率：是指试验系统能测量到的最小输入量变化的值，即能引起输出量发生变化的最小输入变化即能引起输出量发生变化的最小输入变化量量。3、重复性：之用同一试验系统在相同的试验条件下对同一、重复性：之用同一试验系统在相同的试验条件下对同一被测量进行屡次测量，其各次测量结果的接近程度。被测量进行屡次测量，其各次测量结果的接近程度。4、回程误差：在测试过程中，经常会出现正向输入
24、所得、回程误差：在测试过程中，经常会出现正向输入所得到的输出规律与反向输入系统的输出规律不一致，二者之到的输出规律与反向输入系统的输出规律不一致，二者之间的差值称为回程误差。间的差值称为回程误差。5、线性度：指定度曲线偏离理想直线的程度。、线性度：指定度曲线偏离理想直线的程度。6、漂移：零点漂移和灵敏度漂移、漂移：零点漂移和灵敏度漂移第二节 试验系统的动态响应时不变定常线性系统时不变定常线性系统 一一般般在在工工程程中中使使用用的的测测试试装装置置都都可可以以当当作作时时不不变变线线性性系统处理。系统处理。1 1、动态系统的性质、动态系统的性质（1 1）叠加性）叠加性（2 2）比例性）比例性（
25、3 3）微分性）微分性 4 4积分性积分性（5 5）频率保持性）频率保持性 线性系统的叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有线性系统的叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。例如从复杂输入信号频域角度分析其对应的输出。重要作用。例如从复杂输入信号频域角度分析其对应的输出。理想测试装置理想测试装置 理想的测试装置应该具有单值的、确定的输入输出理想的测试装置应该具有单值的、确定的输入输出关系，最好是一个单向线性系统。关系，最好是一个单向线性系统。实际的测试装置只能在一定工作范围和一定误差范围实际的测试装置只能在一定工作范围和一定误差范围内满足线性要求。内满足线性要求。xy线性线性xy线性线
26、性xy非线性非线性动态特性的数学描述动态特性的数学描述 传递函数传递函数2 2、动态系统的传递函数、动态系统的传递函数当输入和系统的初始条件全为零时当输入和系统的初始条件全为零时，传递函数中没有中输入xt项，即它与系统的输入无关。传递函数中的各系数是有系统结构特征决定的，系统结构和类型不同，其取值也不同。系统传递函数Hs是根据任何线性系统的微分方程式得到的因此它适合于各类系统，如电系统，机械系统，机电混合系统等。传递函数性质传递函数性质串联系统传递函数串联系统传递函数并联系统传递函数并联系统传递函数闭环系统传递函数闭环系统传递函数第三节 试验系统动态特性的试验测定 对于任何一个试验系统，假设输
27、入鼓励不同，则输出响应亦必然不同。为了便于分析又能全面了解系统的动态响应，人们常利用正弦、阶跃，脉冲等输入来研究系统的动态响应。频率响应函数频率响应函数幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：频率响应函数函数的频率响应函数函数的图象描述图象描述 A-曲线称为幅频特性曲线，曲线称为幅频特性曲线，-曲线称为相频特性曲线。曲线称为相频特性曲线。实际作图时，常画出实际作图时，常画出20lgA-lg 和和 -lg 曲线，曲线，两者分别称为对数幅频曲线和对数相频曲线，总称为伯德图两者分别称为对数幅频曲线和对数相频曲线，总称为伯德图Bode图。图。作作P-Q 曲线并注出相应频率曲线并注出相应频率，称为奈奎斯
28、，称为奈奎斯特图特图Nyquist图。图。1频响函数是一系统对输入与输出皆为正弦信频响函数是一系统对输入与输出皆为正弦信号传递关系的描述。它反映了系统稳态输出与输号传递关系的描述。它反映了系统稳态输出与输入之间的关系，也称为正弦传递函数。入之间的关系，也称为正弦传递函数。2传递函数是系统对输入是正弦信号，而输出传递函数是系统对输入是正弦信号，而输出是正弦叠加瞬态信号传递关系的描述。它反映了是正弦叠加瞬态信号传递关系的描述。它反映了系统包括稳态和瞬态输出与输入之间的关系。系统包括稳态和瞬态输出与输入之间的关系。3如只研究稳态过程的信号，则用频响函数来如只研究稳态过程的信号，则用频响函数来分析系统
29、。如研究稳态和瞬态全过程信号，则用分析系统。如研究稳态和瞬态全过程信号，则用传递函数来分析系统。传递函数来分析系统。总结：总结：零阶系统的频率响应函数零阶系统的频率响应函数微分方程：微分方程：一阶系统的频率响应函数一阶系统的频率响应函数微分方程：微分方程：时间常数时间常数静态灵敏度静态灵敏度（归一化处理）（归一化处理）一阶系统的频率响应函数一阶系统的频率响应函数幅频特性幅频特性相频特性相频特性总结：总结：（1 1）1/1/1/时：时：失真失真A A()()幅值衰减幅值衰减相位滞后相位滞后3 3 是一阶系统的重要参数，决定了适用频率范围。是一阶系统的重要参数，决定了适用频率范围。4 4一阶系统一
30、阶系统BodeBode图可以用一条折线近似描述，在转折频率图可以用一条折线近似描述，在转折频率 =1/1/处，误差处，误差最大最大-3dB-3dB。二阶系统的频率响应函数二阶系统的频率响应函数微分方程：微分方程：固有频率固有频率阻尼比阻尼比幅频特性幅频特性相频特性相频特性静态灵敏度静态灵敏度幅、相频特性幅、相频特性曲线曲线结论：结论：（1 1）n时：时：A A()00，()-)-失真失真 （3 3）二阶系统是一个振荡环节，二阶系统是一个振荡环节，影响其动态特性参数是系统影响其动态特性参数是系统固有频率固有频率 和阻尼比和阻尼比 ，（4 4）二阶系统二阶系统BodeBode图可用折线近似，在图可
31、用折线近似，在 段，段，A A()可用可用0dB0dB水平线近似；在水平线近似；在 段，可用斜率为段，可用斜率为-40dB/1040dB/10倍频或倍频或-12dB/10-12dB/10倍频的直线近似。倍频的直线近似。（5 5），很小；很小；，二、试验系统的阶跃响应二、试验系统的阶跃响应1.1.单位阶跃函数单位阶跃函数2.2.一阶系统单位阶跃响应一阶系统单位阶跃响应 越小，系越小，系统统响响应应越快。越快。3.3.二阶系统单位阶跃响应二阶系统单位阶跃响应阶跃响应函数测量阶跃响应函数测量 产生一个阶跃信号，再产生一个阶跃信号，再测量系统输出就可以测得阶测量系统输出就可以测得阶跃响应函数。跃响应函
32、数。例：例：桥梁固有梁固有频率率测量量原理：在桥中悬挂重物，然后突然剪断绳索，产生阶跃激励，再通过应变片测量桥梁动态变形，得到桥梁固有频率。三、试验系统的单位脉冲响应三、试验系统的单位脉冲响应 假设装置的输人为单位脉冲假设装置的输人为单位脉冲t，因，因t的傅立叶的傅立叶变换为变换为1，因此装置输出，因此装置输出yt的傅立叶必将是的傅立叶必将是Hf，记，记为为ht，称它为装置的脉冲响应函数或权函数。，称它为装置的脉冲响应函数或权函数。时域波形参数识别时域波形参数识别脉冲响应函数测量脉冲响应函数测量 实验求脉冲响应函数简单明了，产生一个冲击信号，实验求脉冲响应函数简单明了，产生一个冲击信号，再测量
33、系统输出就可以了。再测量系统输出就可以了。例：例：桥梁固有梁固有频率率测量量原理：在原理：在桥中中设置一三角形障碍物，利用汽置一三角形障碍物，利用汽车经过障碍障碍时的冲的冲击对桥梁梁进行激励，再通行激励，再通过应变片片测量量桥梁梁动态变形，形，得到得到桥梁固有梁固有频率。率。信号分析处理技术信号分析处理技术 确定性信号与随机信号确定性信号与随机信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。简谐周期信号简谐周期信号简谐周期信号：简谐周期信号：复杂周期信号复杂
34、周期信号复杂周期信号：复杂周期信号：，有基本周期，有基本周期T 1周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 周期信号周期信号2非周期信号：不会重复出现的信号。非周期信号：不会重复出现的信号。准周期信号准周期信号准准周周期期信信号号：由由多多个个周周期期信信号号合合成成，但但各各信信号号的的频频率率不不成成公公倍倍数数，其合成信号不具有基本周期。其合成信号不具有基本周期。瞬态信号：持续时间有限的信号。瞬态信号：持续时间有限的信号。瞬态信号瞬态信号3非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，是一种随
35、机过程，用统计、概率方法描述。变化不可预知，是一种随机过程，用统计、概率方法描述。平稳随机信号平稳随机信号平稳随机（各态历经）信号：时间平均等于集合平均。平稳随机（各态历经）信号：时间平均等于集合平均。非平稳随机信号非平稳随机信号非平稳随机信号：只能用组成信号的样本函数的总体瞬时平均确定。非平稳随机信号：只能用组成信号的样本函数的总体瞬时平均确定。信号的时域描述和频域描述信号的时域描述和频域描述频域描述频域描述时域描述时域描述确定性信号的频谱分析 1、周期性信号的频谱分析-谐波分析 对于周期信号，可以展开为傅里叶级数，求得不同频率成分的幅值和相位，构成离散的幅值谱、相位谱或功率谱。周期性数据的
36、频谱具有离散性、谐波性、收敛性三个特点。2、非周期性信号的频谱分析-傅立叶积分变换 对于非周期信号，可以进行傅里叶变换，求得随频率连续分布的幅值谱密度、相位谱密度或功率谱密度。四、试验系统在任意输入下的相应四、试验系统在任意输入下的相应第三节 试验系统动态特性的试验测定频率响应法频率响应法脉冲相应法脉冲相应法第四节 试验系统的负荷效应 汽车试验仪器通常由传感器、放大器、信号调制解调器、滤波器及信号处理设备号等组成。所谓负载是指后一级的设备是前一级设备的负载。信号在多级设备的交换中，不可防止的会发生一些变化，这种现象称为试验系统的负载效应。第五节 试验系统的不失真测量汽车振动与噪声测试速度、转速
37、和位移的测量第六节 试验误差分析绝对误差相对误差引用误差一、测试误差的分类一、测试误差的分类随机误差随机误差系统误差的分类定值系统误差变值系统误差系统误差的发现定值系统误差的发现变值系统误差的发现残差分析法分布检验法系统误差的消除防止系统误差的产生用函数补偿法予以修正系统误差系统误差过失误差与异常数据异常数据的取舍原则莱伊达准则格拉布斯准则过失误差粗大误差过失误差粗大误差第七节 试验数据回归分析 试验数据经验公式的表达能够比较客观地反映数据的内在规律性，并且形式紧凑，便于用数学分析方法进一步从理论上进行研究。在静态试验数据处理中，寻求用简便的经验公式表达各变量之间的关系是很重要的。根据最小二乘
38、法原理确定经验公式的数理统计方法称为回归分析。处理两个变量之间的关系称为一元回归分析，处理多个变量之间关系称为多元回归分析。通过回归分析寻求经验公式，需要解决以下三个问题：1、确定经验公式的函数类型 2、确定函数中的各参数值 3、对该经验公式的精度与显著性作出评价 假设两个变量之间的关系是线性的，则称为一元线性回归。一元线性回归分析是工程上和科研中常见的直线拟合问题。一、一元线性回归分析一、一元线性回归分析回归方程的检验 在求回归方程的过程中，回归直线是在误差最小的条件下推导出来的，但是还不能肯定两个变量之间的关系是直线关系。因此，当从一组试验数据中求出回归直线后，必须进一步判断回归直线方程是否有意义，这就是回归方程的显著性检验。另外，确定回归直线后，可以根据自变量x值预报或控制因变量y值。预报或控制的效果，就是回归方程的精度问题。通常采用方差分析来检验回归直线的回归效果，确定回归方程的精度。确定经验公式的类型如果两个变量之间存在非线性关系，可以通过适当的变量变换将非线性转化为线性关系，然后利用线性回归进行分析，最后将求出的线性复原为线性关系。将曲线进行线性化变换进行一元线性回归检验其曲线拟合的精度将直线方程变回原曲线方程二、一元非线性回归分析二、一元非线性回归分析演讲完毕，谢谢观看！