什么是时频分析
观察信号的时域波形可以看到信号幅度随时间的变化,但不知道信号的频率。作频域分析可以观察到信号在频域的分布,却不知道每个频率成分出现的时刻。
典型的频域分析是fft,它本质上是通过选取正弦余弦函数(实际是复函数)作为基函数,观察信号在各个基上的投影。fft的基函数是单频函数,在频域上有限宽,在时域上无限长。时频分析就是要选取一组在时域和频域上都有限的基函数,观察信号在其上的投影。得到信号在时域和频域的联合分布。各种时频分析方法区别在于选取不同的基函数。最简单的时频分析方法就是短时复立叶变换(STFT)。小波变换本质上也属于时频分析。
基本概念之简单系统,离散系统,连续系统
基本概念之简单系统,离散系统,连续系统离散系统。凡是满足如下条件的系统均为离散系统:
(1) 系统每隔固定的时间间隔才“更新”一次,即系统的输入与输出每隔固定的时间间隔便改变一次。固定的时间间隔称为系统的“采样”时间。
(2) 系统的输出依赖于系统当前的输入、以往的输入与输出,即系统的输出是它们的某种函数。
(3) 离散系统具有离散的状态。其中状态指的是系统前一时刻的输出量。
简单系统。对于满足下列条件的系统,我们称之为简单系统:
(1) 系统某一时刻的输出直接且唯一依赖于该时刻的输入量。
(2) 系统对同样的输入,其输出响应不随时间的变化而变化。
(3) 系统中不存在输入的状态量,所谓的状态量是指系统输入的微分项(即输入的导数项)。
连续系统。满足如下条件的系统为连续系统:
(1) 系统输出连续变化。变化的间隔为无穷小量。
(2) 对系统的数学描述来说,存在系统输入或输出的微分项(导数项)。
(3) 系统具有连续的状态。在离散系统中,系统的状态为时间的离散函数,而连续系统的状态为时间连续量。
视觉图像和MATLAB的联系
视觉图像和MATLAB的联系视觉是人获取知识到主要途径,视觉的分析判断能力本身也很高。如果用MATLAB的功能来对视觉功能做一下仿真,还是很有意思的。
图像的采集。眼睛是通过视网膜来得到图像信号的,网膜,可以想象视觉细胞按照矩阵的形式规则分布,那么每个矩阵里面的每个元素都会得到一个光感电压值,通过视神经传导,将2D的信号变成1D传输,然后在大脑中对应当区间又转换为2D,这一点想象网络的传输应该不难想象。可以想象大脑中的记忆细胞有一块矩阵空间通过加电得到了一副完整的图像。大脑使用神经网络功能对其进行识别运算,得到了图像中自己关注的目标体。
到了MATLAB这里,情况是非常类似的,摄像头的CCD本身就是矩形的,得到的图像也是用矩阵来描述的。不过在没有使用白平衡基准对其处理前,得到的矩阵还只是原始的RAW文件,还不能得到所需的图像。还记得黑客帝国里面不断往下掉的O和1吗,可以想象由于计算速度跟不上,原始数据还没有计算成还原图像所需的数据,但是如果你看熟了的话,你还是可以想象到你看到了什么。比如你看到(255,0,0)就会想到红色。对了,在二进制中应该是11111111,0,0。到了MATLAB里面,图像具有图像模式,不同的模式下图像存在的数据矩阵是不同的。比如用RGB模式,用一个3维矩阵就可以描述了,一个矩阵里面是R值,象素的下标位置就是矩阵元素的下标位置,可以看到使用矩阵的优势了吧,不用单独描述X,Y值,下标就可以描述X,Y值了,这样省了多少事情啊。要不然对一个图像象素的描述是X=1,Y=0,R=255;X=1,Y=0,G=0;X=1,Y=0,B=0。很麻烦吧。
在这里可以看到CCD里面得到的是电压值,但是通过标定可以把电压值转换为图像。那么,各种传感器得到的数据自然也可以通过一定的人为标定变成图像了,进一步的,只要是数字就可以变成图像了。这就是MATLAB里面的伪彩色的意义了,从物理意义上来说,某个数据可能没有颜色,比如0.01是什么颜色呢,但是使用标定法,比如所有的数据X100,那么0.01X100=1,如果用灰度图像来描述这个数据的话,它的颜色就是1级灰度了。如果用索引色来描述这个数据的话,在颜色表里面,1对应当颜色可能是红色。如果得到的数据是1.2呢,那么还是将其颜色描述为1级灰度,这里可以看到,颜色是有精度问题的。颜色范围越大精度越高。所以医院里面,X光片的数字化显示遇到了困难,因为使用电脑显示的图像灰度可能只有256级灰度,但是冲洗处来的X胶片的灰度等级可能几百上千,比256级高得多,一些事关人命的细节图像可能就会显示出来供医生识别。当然,人眼对于灰度级别的识别能力有限,如果要想方便识别的话,还是变成彩色容易识别。灰度变成彩色简单的算法就是将灰度等级数变成索引号,这样灰色就变彩色了。
这里看到只要是数据都可以变成视觉图像,而数据又可以以矩阵的形式存在,数据的运算可以变成矩阵的运算,矩阵运算的结果可以用图像表示。MATLAB就是这样一个矩阵数据运算的可视化工具。它的最大特点就是运算结果的可视化。当然,现在的仿真软件一般都有可视化功能,通常可以称为后处理工具,可视化工具包 楼主能用于换能器计复工吗
换能器的机电部转换系数
换能器的机电部转换系数,是指在机电部转换过程中转换后的力学量与转换前的电学量比.发射换能器:机电部转换系数=力或振速/电压或电流 接收换能器:机电部转换系数=应电压或应电流/力或振速
ANSYS软件
ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件,可广泛的用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、生物医学、水利、日用家电等一般工业及科学研究。该软件提供了不断改进的功能清单,具体包括:结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分及利用ANSYS参数设计语言扩展宏命令功能。基本概念-有限元方法
有限元方法有限元法是计算力学的重要分支,是一种将连续体离散化以求解各种力学问题的数值方法。有限元法是分析综合法的一种应用,现将结构分解为单元,再将单元合成结构,在一分一合中求得结构问题的解。
基本概念介绍--APDL
APDL即ANSYS参数化设计语言(Ansys Parameter Design Language),是一门可用来自动完成有限元常规分析操作或通过参数化变量方式建立分析模型的脚本语言。用建立智能化分析的手段为用户提供自动完成有限元分析过程,即程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选用的分析类型来做决定,是完成优化设计和自适应网格的最主要的基础.Fluent
FLUENT 是用于计算复杂几何条件下流动和传热问题的程序,把计算相对复杂的几何结构问题变得容易和轻松。可以生成的网格包括二维的三角形和四边形网格;三维的四面体、六面体及混合网格。并且,可以根据计算结果调整网格。这种网格的自适应能力对于精确求解有较大梯度的流场如自由剪切流和边界层问题有很实际的作用。同时,网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域里实施,而非整个流动场,因此可以节约计算时间。
非线性模态
希腊学者Vakakis,沿用美国学者Rosenberg的思路,将非线性模态定义为系统位形空间中的一条直线(相似模态)或曲线(非相似模态),即所谓的模态线。当系统沿模态线运动时,所有质点将经历一种同步运动,亦即,各质点在某一时刻同时达到各自的最大位移,而在另一时刻同时达到各自的最大速度。美国学者Shaw和Pierre,将(非内共振)非线性模态定义为系统状态空间中的一个二维不变子流形,从而既可对保守系统定义非线性模态(一种驻波),亦可对非保守系统定义非线性模态(一种行波)。
ABAQUS软件介绍
ABAQUS软件在技术、品质以及可靠性等方面具有非常卓越的声誉,对于工程中各种线性和非线性问题,无论简单还是复杂,它都能够提供完美的解决方案。因此,在各个领域,如航空、机械、电子、交通、土木等领域中都得到了广泛的应用。ABAQUS软件描述剪力墙单元的弹塑性模型是混凝土弹塑性损伤模型+壳元,混凝土弹塑性损伤模型是一种连续的、塑性为基础的损伤混凝土模型,它假定混凝土的破坏形式是拉裂和压碎,混凝土的单轴抗压和抗拉强度不同,相差达10倍以上,因此混凝土进入塑性后的损伤系数分别由两个独立的参数控制,混凝土受拉(压)塑性损伤后卸载反向加载受压(拉)的刚度恢复亦分别由两个独立的参数控制。该模型能用在一维、二维及三维单元中,特别地,剪力墙的分布钢筋也能在单元内一并考虑。损伤模型作为高层建筑弹塑性分析重要的组成部分,未来的应用舞台十分广阔。
动态过程的传递函数
传递函数是在拉氏变换的基础上,以系统本身的参数所描述的线性定常系统输入量和输出量的关系式,它表达了系统内在的固有特性,而与输入量和驱动函数无关。它可以是有量纲的,也可以是无量纲的,视系统的输入量和输出量而定,它包含着联系输入量与输出量所需要的量纲。海洋声学
海洋声学是 水声学 和海洋学的结合,关于这两门学科能够很好地结合的问题,简略地说,是由于声波为目前唯一能够在海水中作远距离传播的一种辐射形式,声波是水中信息的主要载体。1996年5月以前建立了联合国大陆架界限委员会,该委员会认为要用5种设备测量才能认可为划界提供的图件和资料,其中3 种设备是声呐,它们都属于海洋声学技术的研究范畴。美国科技白皮书中,在海洋高技术的内容中,海洋声学技术占有重要篇幅。每年召开的OCEANS会议中,海声学技术占有三分之一以上的篇幅。目前,海洋声学技术的研究内容主要包括探测声呐、导航声呐、定位声呐、水声通信机和声层析等技术。
至于海洋声学技术开发和研究有哪些应用,内容就太多了,如监测海洋污染、测绘海洋地貌、鱼群探测、渔业管理、探测海底浅层沉积物分层结构并绘出剖面图形、探测深海海底分层结构、开发浅海石油、指导巨型海轮安全靠岸、破坏性海啸短期预报、声线轨迹及声速、测定石油井口位置、船舶动力定位、海洋参数自动测定、内波测量,海流测量,等等。当然海洋声学的应用远远不止这些。
结构振动控制的分类
结构控制的分类结构振动控制:
被动控制——基础隔振,耗能隔振;
主动控制——主动支撑装置,主动质量阻尼器;
半主动控制——可调阀阻尼器,半主动摩擦阻尼器,可变刚度装置
可控调频液体阻尼器;
混合控制——混合质量阻尼器,混合基础隔振。