频谱分析是谁发明的(频谱分析有何意义)

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什么是频谱分析

频谱分析

将信号源发出的信号强度按频率顺序展开,使其成为频率的函数,并考察变化规律,称为频谱分析。

目的

研究噪声的频谱是为了深入了解噪声源的特性帮助寻找主要的噪声污染源,为噪声控制提供依据。

应用软件及其方法

对信号进行频谱分析,往往对其进行傅里叶变换,观察其频谱幅度与频谱相位。分析软件主要为matlab。对于信号来说,分模拟信号与数字信号。对于模拟信号来说,往往对其进行抽样,然后进行快速傅里叶变换(fft),然后对其幅度(abs)和相位(angle)的图像进行分析。对于数字信号,则可直接进行快速傅里叶变换。

DDAM是什么人发明的

DDAM(Dynamic Design Analysis Method)即分析方法动态设计,是由美国海军实验室定义的一种特定类型的频谱,用于分析船用装备的抗冲击性能。也就是说,是由美国海军实验室发明的DDAM。

DDAM的产生是由于机械产品和设备日益向高速、精密、轻量化方向发展,产品结构日趋复杂,对其工作性能的要求越来越高,为满足机械具有良好的静、动特性和低振动、低噪声的要求而产生的设计方法。

动态分析设计是基于控制论的一种现代设计方法,是根据一定的动载工况,对设计对象提出的功能要求及设计准则,按照结构动力学的分析方法和实验方法,对机械进行分析和设计。

扩展资料:

动态分析的主要理论基础是模态分析和模态综合理论,采用的主要方法有:有限元分析方法、模型试验方法及传递函数分析法等。

1,有限元法

有限元法具有精度高,适应性强,其计算格式规范统一等特点,故应用十分广泛。

2,模型试验方法

利用测试信号的有关分析和处理,便能揭示机构系统的动态特性。但是,没有利用动力学模型的试验方法只能得出改进设计的方向性指导,不能定量地显示设计的改进细节。

3、传递函数分析法

传递函数分析法是动态分析设计法研究的中心内容。因为利用传递函数不必求解微分方程就可研究初始条件为零的系统在输入信号作用下的动态过程,同时还可以研究系统参数变化或结构参数变化对动态过程的影响,因而使分析和研究过程大为简化。

另一方面,还可以把对系统性能的要求转化为对系统传递函数的要求,把系统的各种特性用数学模型有机地结合在一起,使综合设计易于实现。

参考资料来源:百度百科-动态分析设计

发明光谱分析方法的人是谁?

在科学面前,连太阳也失去了神秘性。紧接着,所有的天体的神秘性也逐渐消失了。亚里士多德月上界,月下界的划分,在科学面前,在更深的认识层次上被完全、彻底地推翻了。

在戴维用电解法发现了许多种新的元素以后,其它科学家也用同样的方法去寻找新的元素。很快就发现了十几种新的元素,但是,当人们把能够电解的物质分析完了以后,就再也找不到新的元素了。要想发现新的元素必须使用新的方法。

于是,光谱分析方法就应运而生了。

用光谱分析的方法在化学新元素的发现中作出了杰出贡献的是一对非常要好的朋友:本森和基尔霍夫。

本森是一位化学家,基尔霍夫却是一位物理学家,他们两个人都是德国人,都在德国的海德尔堡大学教学,而且还是一对非常要好的朋友。本森身材高大,体态魁伟;基尔霍夫却身材矮小,只有他的大个子朋友的一半。本森沉默少言,很难得说句话,而基尔霍夫呢,则是有名的贫嘴。他妈从小就叫他“小尤丽娅”,就因为他长得又小、又矮、又爱说,像个小女孩子。人们无法想像他们两个人怎么会成为一对形影不离的好朋友。

其实,这一对好朋友的关系很简单,基尔霍夫是个学者,除去科学,什么也不想知道,而本森呢,为了自己的科学事业一辈子连婚也没顾上结,这是两个把自己完全献给了科学事业的科学家。他们每天在一起讨论着他们共同关心的东西,他们怎么能不成为好朋友呢?

什么是频谱分析?

频谱分析

将信号源发出的信号强度按频率顺序展开,使其成为频率的函数,并考察变化规律,称为频谱分析。

目的

研究噪声的频谱是为了深入了解噪声源的特性帮助寻找主要的噪声污染源,为噪声控制提供依据。

应用软件及其方法

对信号进行频谱分析,往往对其进行傅里叶变换,观察其频谱幅度与频谱相位。分析软件主要为Matlab。

对于信号来说,分模拟信号与数字信号。对于模拟信号来说,往往对其进行抽样,然后进行快速傅里叶变换(fft),然后对其幅度(abs)和相位(angle)的图像进行分析。对于数字信号,则可直接进行快速傅里叶变换。

频域的频域分析

频域(频率域)——自变量是频率,即横轴是频率,纵轴是该频率信号的幅度,也就是通常说的频谱图。频谱图描述了信号的频率结构及频率与该频率信号幅度的关系。

对信号进行时域分析时,有时一些信号的时域参数相同,但并不能说明信号就完全相同。因为信号不仅随时间变化,还与频率、相位等信息有关,这就需要进一步分析信号的频率结构,并在频率域中对信号进行描述。动态信号从时间域变换到频率域主要通过傅立叶级数和傅立叶变换实现。周期信号靠傅立叶级数,非周期信号靠傅立叶变换。 一个频域分析的简例可以通过图1:一个简单线性过程中小孩的玩具来加以说明。该线性系统包含一个用手柄安装的弹簧来悬挂的重物。小孩通过上下移动手柄来控制重物的位置。

任何玩过这种游戏的人都知道,如果或多或少以一种正弦波的方式来移动手柄,那么,重物也会以相同的频率开始振荡,尽管此时重物的振荡与手柄的移动并不同步。只有在弹簧无法充分伸长的情况下,重物与弹簧会同步运动且以相对较低的频率动作。

随着频率愈来愈高,重物振荡的相位可能更加超前于手柄的相位,也可能更加滞后。在过程对象的固有频率点上,重物振荡的高度将达到最高。过程对象的固有频率是由重物的质量及弹簧的强度系数来决定的。

当输入频率越来越大于过程对象的固有频率时,重物振荡的幅度将趋于减少,相位将更加滞后(换言之,重物振荡的幅度将越来越少,而其相位滞后将越来越大)。在极高频的情况下,重物仅仅轻微移动,而与手柄的运动方向恰恰相反。 所有的线性过程对象都表现出类似的特性。这些过程对象均将正弦波的输入转换为同频率的正弦波的输出,不同的是,输出与输入的振幅和相位有所改变。振幅和相位的变化量的大小取决于过程对象的相位滞后与增益大小。增益可以定义为“经由过程对象放大后,输出正弦波振幅与输入正弦波振幅之间的比例系数”,而相位滞后可以定义为“输出正弦波与输入正弦波相比较,输出信号滞后的度数”。

与稳态增益K值不同的是,“过程对象的增益和相位滞后”将依据于输入正弦波信号的频率而改变。在上例中,弹簧-重物对象不会大幅度的改变低频正弦波输入信号的振幅。这就是说,该对象仅有一个低频增益系数。当信号频率靠近过程对象的固有频率时,由于其输出信号的振幅要大于输入信号的振幅,因此,其增益系数要大于上述低频下的系数。而当上例中的玩具被快速摇动时,由于重物几乎无法起振,因此该过程对象的高频增益可以认为是零。

过程对象的相位滞后是一个例外的因素。由于当手柄移动得非常慢时,重物与手柄同步振荡,所以,在以上的例子中,相位滞后从接近于零的低频段输入信号就开始了。在高频输入信号时,相位滞后为“-180度”,也就是重物与手柄以相反的方向运动(因此,我们常常用‘滞后180度’来描述这类两者反向运动的状况)。

Bode图谱表现出弹簧-重物对象在0.01-100弧度/秒的频率范围内,系统增益与相位滞后的完整频谱图。这是Bode图谱的一个例子,该图谱是由贝尔实验室的Hendrick Bode于1940s年代发明的一种图形化的分析工具。利用该工具可以判断出,当以某一特定频率的正弦波输入信号来驱动过程对象时,其对应的输出信号的振动幅度和相位。欲获取输出信号的振幅,仅仅需要将输入信号的振幅乘以“Bode图中该频率对应的增益系数”。欲获取输出信号的相位,仅仅需要将输入信号的相位加上“Bode图中该频率对应的相位滞后值”。

她发明的”扩展频谱”和“跳频”专利技术,是现在哪种技术的鼻祖?

“海蒂·拉玛(Hedy Lamarr,演员、发明家)发明的”扩展频谱”和“跳频”专利技术,是现在通信技术的鼻祖。GPS,Wifi还有蓝牙,都是以跳频技术为基础的。

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