第4章 信号设计与信号处理技术

第一章 绪论1、 试举例说明信号与信息这两个概念的区别与联系。

信息反映了一个物理系统的状态或特性，是自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的物质和事物的属性。

信号是传载信息的物理量是信息的表现形式，如文字、语言、图像等。

如人们常用qq 聊天，即是用文字形式的信号将所要表达的信息传递给别人。

2、 什么是信号的正交分解？如何理解正交分解在机械故障诊断中的重要价值？P9正交函数的定义信号的正交分解如傅里叶变换、小波分解等，即将信号分解成多个独立的相互正交的信号的叠加。

从而将信号独立的分解到不同空间中去，通常指滤波器频域内正交以便于故障分析和故障特征的提取。

傅里叶变换将信号分解成各个正交的傅里叶级数，将信号从时域转换到频域从而得到信号中的各个信号的频率。

正交小波变换能够将任意信号（平稳或非平稳）分解到各自独立的频带中；正交性保证了这些独立频带中状态信息无冗余、无疏漏，排除了干扰，浓缩了了动态分析与监测诊断的信息。

3、 为什么要从内积变换的角度来认识常见的几种信号处理方法？如何选择合适的信号处理方法？在信号处理各种运算中内积变换发挥了重要作用。

内积变换可视为信号与基函数关系紧密程度或相似性的一种度量。

对于平稳信号，是利用傅里叶变换将信号从时域变为频域函数实现的方式是信号函数x （t ）与基函数i t e ω 通过内积运算。

匹配出信号x （t ）中圆频率为w 的正弦波.而非平稳信号一般会用快速傅里叶变换、离散小波变换、连续小波变换等这些小波变换的内积变换内积运算旨在探求信号x （t ）中包含与小波基函数最相关或最相似的分量。

“特征波形基函数信号分解”旨在灵活运用小波基函数 去更好地处理信号、提取故障特征。

用特定的基函数分解信号是为了获得具有不同物理意义的分类信息。

不同类型的机械故障会在动态信号中反应出不同的特征波形，如旋转机械失衡振动的波形与正弦波形有关，内燃机爆燃振动波形是具有钟形包络的高频波；齿轮轴承等机械零部件出现剥落。

第1章 绪论
2. (1) 串级调节。 在简单调节回路中， 选取干扰影响特别 明显的一个中间变量， 附加一个调节器， 组成内调节回路 (或副调节回路) ， 用来初步克服干扰的影响， 同时用原回 路(称主回路) 中的调节器(主调节器) 的输出作为副调节器的 给定值， 使副调节器跟随此值达到进一步的精细调节。 这是 用一个内回路对主要干扰影响进行初调的控制系统。
第1章 绪论
3. 设备管理系统可以提供设备自身及过程的诊断信息、 管 理信息、 设备(包括智能仪表)运行状态信息、 厂商提供的设 备制造信息。 例如， Fisher Rosemoune公司推出的AMS管理 系统， 它安装在主计算机内并完成管理功能， 可以构成一个 现场设备的综合管理系统信息库， 在此基础上实现设备的可 靠性分析以及预测性维护， 将被动的管理模式改变为可预测 的管理维护模式。 AMS软件是以现场服务器为平台的T型结构， 在现场服务器上支撑模块化， 功能丰富， 为用户提供一个图 形化界面。
第1章 绪论
DDC控制系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来 实现多个点的控制功能。 实际上属于用控制机离散采样， 实 现离散多点控制。 这种DDC计算机控制系统已成为当前计算机 控制系统中的主要控制形式之一, DDC系统原理图如图1.2所示。
第1章 绪论 图 1.2 DDC系统原理图
第1章 绪论
第1章 绪论
(4) 分程调节。在需用不同的手段分阶段地控制一个参数 时， 采用这种调节。 例如:一个反应器的温度调节， 在正常 温度范围内用水冷却即可， 但温度达高限后需用冷冻水冷却， 低于低限时需用蒸汽加热， 方能保持正常反应。 满足这种需 要的调节称分程调节。 在分程调节中， 由一个测量元件、 一 个调节器及三个调节阀组成系统， 由三个调节阀分别控制冷水、 冷冻水和蒸汽的流量。 冷水阀通常调整到当温度在低限时全关， 高限时全开； 冷冻水阀在温度高限时全关， 温度超过高限时 开启； 蒸汽阀在温度低限时全关， 再低时开启。 为了避免冷 水阀及冷冻水阀在超高限时同时开启， 还要增加一个冷水阀超 高限自动关闭装置， 这样就可以进行分程调节了。 分程调节 系统的调节质量类似简单调节， 若需提高， 宜采用串级调节、 前馈调节等改进措施。

由线性性质，得：当输入f3(t) =
y3f(t) =
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d f 1 (t ) dt
+2f1(t–1)时，
d y1 ( t ) dt
+ 2y1(t–1) = –3δ(t) + [4–πsin(πt)]ε(t) + 2{–4 + cos[π(t–1)]}ε(t–1)
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信号与系统的研究方法
t
是不稳定系统；
因为，f(t) =ε(t)有界，

t

( x)d x t (t )
当t →∞时，它也→∞，无界。
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1.6
系统的特性举例
例 某LTI因果连续系统，起始状态为x(0–)。已知，当 x(0–) =1，输入因果信号f1(t)时，全响应 y1(t) = e –t + cos(πt)，t>0； 当x(0-) =2，输入信号f2(t)=3f1(t)时，全响应 y2(t) = –2e –t +3 cos(πt)，t>0； 求输入f3(t) = d f1 (t ) +2f1(t-1)时，系统的零状态响应 dt y3f(t) 。 解 设当x(0–) =1，输入因果信号f1(t)时，系统的零输 入响应和零状态响应分别为y1x(t)、y1f(t)。当x(0-) =2， 输入信号f2(t)=3f1(t)时，系统的零输入响应和零状态 响应分别为y2x(t)、y2f(t)。
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(3) yzs(t) = f (– t) 令 g ( t) = f ( t – td) ,
T[{0}，g (t) ] = g (– t) = f(– t –td)
而 yzs (t –td) = f [–( t – td)]

电子技术习题册第5版答案电子技术习题册第5版答案电子技术是现代社会中不可或缺的一部分，它广泛应用于通信、计算机、医疗、汽车等各个领域。

对于学习电子技术的人来说，习题册是一个重要的学习工具。

本文将为大家提供电子技术习题册第5版的答案，帮助大家更好地理解和掌握电子技术知识。

第一章：基础电路分析1. 电流是电子在导体中的流动，其大小与电子的数量和速度有关。

2. 电压是电子的能量，表示电子在电路中的压力差。

3. 电阻是电子流动的阻碍，其大小与导体的材料和几何形状有关。

4. 欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系，即V=IR。

5. 串联电路中，电流相等，电压之和等于总电压。

6. 并联电路中，电压相等，电流之和等于总电流。

第二章：放大器1. 放大器是一种能够增加电信号幅度的电路。

2. 放大器的增益表示输入信号和输出信号之间的比例关系。

3. 放大器可以分为电压放大器、电流放大器和功率放大器。

4. 共射放大器是一种常见的三极管放大器，其输入电压与输出电压相位相反。

5. 放大器的频率响应描述了其在不同频率下的增益特性。

6. 反馈是一种将输出信号的一部分反馈到输入的技术，可以改善放大器的性能。

第三章：数字电路1. 数字电路使用离散的数字信号进行信息处理和传输。

2. 逻辑门是数字电路的基本组成单元，包括与门、或门、非门等。

3. 逻辑门可以通过布尔代数进行分析和设计。

4. 时序电路是一种根据时钟信号进行同步操作的数字电路。

5. 计数器是一种常见的时序电路，可以实现数字计数功能。

6. 编码器和解码器是数字电路中常用的信号编码和解码器件。

第四章：模拟信号处理1. 模拟信号是连续变化的信号，可以通过模拟电路进行处理。

2. 滤波器是一种常见的模拟信号处理电路，可以去除不需要的频率成分。

3. 放大器在模拟信号处理中起到关键作用，可以增加信号的幅度。

4. 模拟信号处理中的运算放大器可以实现加法、减法、乘法和除法等运算。

5. 模拟信号处理还涉及到采样、保持、多路复用等技术。