频域分析作用(频域分析的优势)

频域分析的优势

1、时域（时间域）——自变量是时间,即横轴是时间,纵轴是信号的变化。其动态信号x（t）是描述信号在不同时刻取值的函数。以时间为自变量描述物理量的变化是信号最基本、最直观的表达形式。

时域分析：在时域内对信号进行滤波、放大、统计特征计算、相关性分析等处理，统称为信号的时域分析。通过时域的分析方法可以有效提高信噪比，求取信号波形在不同时刻的相似性和关联性，获得反映机械设备运行状态的特征参数，为机械系统动态分析和故障诊

2、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。

频域分析：频域分析法是研究控制系统的一种工程方法。控制系统中的信号可以表示为不同频率的正弦信号的合成。描述控制系统在不同频率的正弦函数作用时的稳态输出和输入信号之间关系的数学模型称为频率特性，它反映了正弦信号作用下系统响应的性能。应用频率特性研究线性系统的经典方法称为频域分析法

频域分析有什么作用

时域：分析信号、系统的各种响应 随时间 的变化规律，研究信号、响应 分解成 简单信号的线性组合。

频域分析的经典案例

1. 时域分析在初值为零时，一般都利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。

2. 具体是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。此时也称为复频域分析。

3. 以时间为自变量描述物理量的变化是信号最基本、最直观的表达形式。在时域内对信号进行滤波、放大、统计特征计算、相关性分析等处理，统称为信号的时域分析。

4. 通过时域的分析方法可以有效提高信噪比，求取信号波形在不同时刻的相似性和关联性，获得反映机械设备运行状态的特征参数，为机械系统动态分析和故障诊断提供有效信息。

频域分析的应用实例

频谱分析的意义是很明确的，就是分析信号的频率构成。更确切地说就是用来分析信号中都含有哪几种正弦波成份。

反过来说就是，该信号可以用哪几种频率的正弦波来合成出来。

方波信号、正弦波信号、三角波信号以及白噪声信号等这些信号的频域与时域间关系明确，并且具有一定特性，熟练掌握这些典型信号的频谱分析可为实际工程分析做参考。

频谱分析在工程测试中应用广泛，譬如研究噪声频谱寻找噪声污染源；又如在机床齿轮机器故障诊断中，通过测量齿轮箱上的振动信号，进行频谱分析，确定最大频率分量，再根据机床转速和转动链找出故障齿轮；再譬如螺旋桨设计中，可通过频谱分析确定螺旋桨的固有频率和临界转速，确定其转速范围等等。

频域分析系统的优点

频域分析法是研究控制系统的一种经典方法，是在频域范围内应用图解分析法评价系统性能的一种工程方法。

频率特性可以由微分方程或传递函数求得，还可以用实验方法测定。频域分析法不必直接求解系统的微分方程，而是间接地揭示系统的时域性能，它能方便地显示出系统参数对系统性能的影响，并可以进一步指明如何设计校正。

频域分析法的概念以及应用优势体现在哪几个方面

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频域分析方法有什么局限性?

时域和频域是信号的不同表示方式，频域是时域在另一维度的映射

以上不易理解，下面开始：

时域信号就是人类直观的按时间顺序表示信号在某一刻的状态

下面介绍信号的合成：

假如说有两个相同的正弦信号（包含相位），把他们叠加在一起，结果还是一个正弦信号，只是振幅加倍，这种叠加，人类直觉上可以接受，同理，把上千个相同的正弦信号叠加在一起，结果还是一个正弦信号，只是振幅变大，这样人类还是可以理解，直观上也可以接受

如果把这上千个相同正弦信号中的若干个正弦信号的相位和频率随机变化，再叠加在一起后的信号在直观上变得不易描述，那么在信息时代，怎么分解传输这个信号，并由简单的信号发生器再现这个信号呢，正向合成复杂的信号很好理解，那么由一个复杂的信号怎么反向分解成最基础的正弦信号呢

那么神奇的事情来了，傅里叶老爷子诞生了，傅里叶变换就是通过数学的方法反向分解复杂的信号，使之成为一个个简单的正弦信号，那么问题又来了，这么多简单的信号，每个正弦信号都在时域图上画出来也没有什么意义，那么人类只需要记住每个正弦信号的相位和角频率就ok了，那么随时随地我们都可以制造这些简单的信号，把它们在时域上相加，就会再现相同的复杂信号，这时，频域的意义就凸现了，频域就是记录每个简单正弦信号相位和频率的方式

时域频域就是如此，信号不同的表现方式

当然信号的合成也是一个复杂的问题，比如会出现吉布斯现象，傅里叶变换局限很大，以后更复杂的信号还有小波分析，这就是后来的事了，总之，频域 是信号分析领域的基石

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