ICS 17.160 J 04
G
中华人民共和国国家标准
GB/T 29716.3—2021/ISO 18431-3:2014
机械振动与冲击 信号处理第3部分：时频分析方法 Mechanical vibration and shockSignal processing-
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Part 3 : Methods of time-frequency analysis
(ISO 18431-3:2014,IDT)
2021-12-01实施
2021-05-21 发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T 29716.3—2021/ISO 18431-3 :2014
目 次
前言引言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
符号时频变换 5.1 短时傅里叶变换 5.2　广义维格纳-威尔分布 5.3小波变换附录A（资料性附录） 基于维格纳分布的齿轮故障分析参考文献··
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5 GB/T 29716.3—2021/ISO 18431-3:2014
前言
GB/T 29716《机械振动与冲击信号处理》分为以下几部分：
第1部分：引论；
一
一第2部分：傅里叶变换分析的时域窗；第3部分：时频分析方法；第4部分：冲击响应谱分析本部分为 GB/T 29716 的第 3 部分。 本部分按照GB/T 1.1一2009 给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO18431-3:2014《机械振动与冲击信号处理第3部分：时频分析
方法》。
与本部分规范性引用的国际文件有对应关系的我国文件如下：
GB/T 2298一2010　机械振动、冲击与状态监测　词汇(ISO 2041:2009,IDT) GB/T 29716.1一2013　机械振动与冲击　信号处理　第 1部分：引论（ISO 18431-1:2005, IDT)
本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC 53)提出并归口。 本部分起草单位：上海交通大学、南方电网电力科技股份有限公司、郑州机械研究所有限公司。 本部分主要起草人：饶柱石、董广明、刘石、马卫平、杨毅。 GB/T 29716.32021/ISO 18431-3:2014
引言
时频分析适用于在时域和频域上对振动或冲击进行定量地描述。这种方法有利于分析变速机械的振动问题,如发动机转速变化的汽车等。时频分析还适用于定量地描述机械的脉冲响应，如碰撞响应。 时频分析可以描述撞击的持续时间和频率响应。频率响应可以频率、转速或倍频程的形式表达。本部分包含了四种方法：短时傅里叶变换、维格纳-威尔变换、乔伊-威廉斯变换和小波变换。经由恰当地选取特征参数，每种方法都能定量地描述冲击与振动的时间和频率成分，从而实现对指定机械的量化描述。
Ⅱ GB/T 29716.3—2021/ISO 18431-3:2014
机械振动与冲击信号处理
第3部分：时频分析方法
1范围
GB/T 29716 的本部分规定了对一段时间内物理或工程量（如加速度、力或位移)的给定采样测量进行时频分析的数字计算方法。给出了几个时频变换的数学公式，并对参数的记录提出了要求和建议。
数据可通过对机械结构实验测量得到，也可从机械结构的数值仿真中获得。由于机械结构种类多
样,如显微仪器、乐器、汽车、加工机器、建筑物和土木结构等,因此所涉及的数据的类型非常广泛。通过这些数据可确定机器或人体对机械振动和冲击的响应。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 204l机械振动、冲击与状态监测词汇（Mechanical vibration，shock and condition monito- ring—Vocabulary)
ISO 18431-1机械振动与冲击　信号处理　第 1部分：引论（Mechanical vibration and shock- Signal processing—Part l: General introduction)
3术语和定义
ISO 2041、ISO 18431-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
短时傅里叶变换 short-time Fourier transform -种与傅里叶变换相关的数学变换,用于确定时变振动中简谐频率和相位对时间的依赖性。
3.2
维格纳-威尔分布 Wigner-Ville distribution 基于振动信号自相关的双线性时频描述。
3.3
广义维格纳-威尔分布 generalized Wigner-Ville distribution 带滤波处理的基于振动信号自相关的时频描述。
3.4
乔伊-威廉斯变换 Choi-Williams transform 采用特定形式核函数的振动信号广义维格纳-威尔分布。
3.5
小波变换wavelet transform 基于振动信号频率尺度变换的时频描述。
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