《现代信号处理及工程应用》介绍了现代信号处理技术的基本原理和工程实用技术。阐述了平稳和非平稳信号的特点,信号数学变换的本质,信号正交分解的物理意义和工程背景。内容包括信号的时域分析、频域分析、循环平稳信号分析、时频分析、小波变换及第二代小波变换、经验模式分解等。列举了所介绍的方法和技术在工矿企业中机电设备动态分析与监测诊断方面的应用实例。
《现代信号处理及工程应用》取材先进,实用性强,适合作为高等院校机械工程、仪器仪表和能源动力等专业的研究生、高年级本科生的教材或参考书,也可供从事机电设备动态分析、状态监测、故障诊断、设备管理与维修的广大科技人员使用和参考。

创新是一个民族的灵魂,也是高层次人才水平的集中体现。因此,创新能力的培养应贯穿于研究生培养的各个环节,包括课程学习、文献阅读、课题研究等。文献阅读与课题研究无疑是培养研究生创新能力的重要手段,同样,课程学习也是培养研究生创新能力的重要环节。通过课程学习,使研究生在教师指导下,获取知识的同时理解知识创新过程与创新方法,对培养研究生创新能力具有极其重要的意义。
西安交通大学研究生院围绕研究生创新意识与创新能力改革研究生课程体系的同���,开设了一批研究型课程,支持编写了一批研究型课程的教材,目的是为了推动在课程教学环节加强研究生创新意识与创新能力的培养,进一步提高研究生培养质量。
研究型课程是指以激发研究生批判性思维、创新意识为主要目标,由具有高学术水平的教授作为任课教师参与指导,以本学科领域*新研究和前沿知识为内容,以探索式的教学方式为主导,适合于师生互动,使学生有更大的思维空间的课程。研究型教材应使学生在学习过程中可以掌握*新的科学知识,了解*新的前沿动态,激发研究生科学研究的兴趣,掌握基本的科学方法,把教师为**的教学模式转变为以学生为**教师为主导的教学模式,把学生被动接受知识转变为在探索研究与自主学习中掌握知识和培养能力。
出版研究型课程系列教材,是一项探索性的工作,有许多艰苦的工作。虽然已出版的教材凝聚了作者的大量心血,但毕竟是一项在实践中不断完善的工作。我们深信,通过研究型系列教材的出版与完善,必定能够促进研究生创新能力的培养。

第1章 绪论
1.1 现代信号处理的内容和意义
1.2 信号的分类
1.2.1 确定性信号
1.2.2 随机信号
1.3 非平稳信号处理和信号的正交分解
1.3.1 非平稳信号处理
1.3.2 信号的正交分解
1.4 信号处理的内积与基函数
1.5 现代信号处理的应用现状与进展
参考文献

第2章 信号的时域分析
2.1 信号的预处理
2.1.1 信号的滤波处理
2.2 信号的采样
2.2.1 采样与混频
2.2.2 量化与误差
2.2.3 窗函数与泄漏
2.2.4 采样长度与分辩率
2.3 寸域统计分析
2.3.1 时域指标参数
2.3.2 参数指标的应用
2.4 相关分析及应用
2.4.1 相关的概念
2.4.2 自相关函数及其应用
2.4.3 相关函数及其应用
参考文献

第3章 信号的频域分析
3.1 信号的频谱和FFT算法及应用
3.1.1 傅里叶级数与离散频谱
3.1.2 傅里叶变换与连续频谱
3.1.3 离散傅里叶变换(DFT)
3.1.4 快速傅里叶变换
3.1.5 FFT的校正算法
3.1.6 确定性信号的傅里叶谱分析
3.1.7 功率谱密度函数
3.1.8 频谱分析的工程应用
3.2 相干分析及应用
3.2.1 相干函数的概念
3.2.2 相干函数的工程应用
3.3 频谱细化分析(ZOOM—FFT)
3.3.1 频谱细化的概念
3.3.2 复调制细化分析的原理
3.3.3 复调制细化分析的应用
3.4 倒频谱(Cepstrum)分析及应用
3.4.1 倒频谱的数学描述
3.4.2 倒频谱与解卷积
3.4.3 倒频谱的应用
3.5 信号调制与解调分析
3.5.1 实信号的复数表示
3.5.2 Hilbert变换
3.5.3 Hilbert解调原理
3.5.4 信号解调分析的应用
3.6 时间序列建模与自回归谱分析
3.6.1 谱估计原理及常见的参数模型
3.6.2 AR模型的建立
3.6.3 AR模型阶次的确定
3.6.4 AR谱估计及应用
3.7 全息谱理论和方法
3.7.1 全息谱理论和技术
3.7.2 全息谱方法的应用
参考文献

第4章 循环平稳信号分析
4.1 循环平稳信号的定义
4.2 信号的循环统计量
4.2.1 循环统计量
4.2.2 一阶循环统计量——循环均值
4.2.3 二阶循环统计量——循环自相关函数
4.2.4 功率谱密度函数
4.3 基于二阶循环统计量的仿真信号解调分析
4.3.1 调频信号的解调分析
4.3.2 多载波调频信号的解调
4.3.3 多调制源调幅信号的解调
4.3.4 多载波调幅信号的解调
4.3.5 循环相关解调法识别信号有用信息和混频信息的规律
4.4 循环平稳信号处理的工程应用
4.4.1 齿轮箱摩擦故障分析与诊断
4.4.2 滚动轴承损伤故障分析与诊断
参考文献

第5章 非平稳信号处理方法
5.1 短时傅里叶变换
5.2 小波变换
5.2.1 多分辨分析及其工程意义
5.2.2 正交小波基的构造与信息独立化的提取
5.3 小波包信号分解与频带能量监测
5.4 工程应用
5.4.1 轧钢机振动分析
5.4.2 大型矿山电铲提升系统振动分析
5.4.3 压缩机齿轮箱轴瓦监测诊断
5.4.4 汽轮发电机组轴瓦松动故障诊断
5.4.5 高压透平蒸汽激振分析
参考文献

第6章 连续小波变换及其工程应用
6.1 谐波小波变换及其工程应用
6.1.1 谐波小波的定义及正交性
6.1.2 Newland快速算法
6.1.3 谐波小波时频图
6.1.4 谐波小波滤波
6.1.5 谐波小波应用举例
6.1.6 小波分形技术原理
6.1.7 离散信号盒维数的计算
6.1.8 谐波小波轴心轨迹阵列的实现及其不规则度描述
6.2 Laplace小波特征波形相关滤波
6.2.1 Laplace小波及其特性
6.2.2 Laplace小波基函数相关滤波
6.2.3 应用实例
6.3 Hermitian连续小波变换与信号奇异性识别
6.3.1 机械故障诊断中的奇异性
6.3.2 小波变换对信号奇异性检测的基本原理
6.3.3 }termitian小波的定义及特性研究
6.3.4 }lermitian连续小波变换及分解结果的表达方式
6.3.5 微弱准脉冲信号奇异性识别
6.3.6 齿轮箱止推夹板端面摩擦故障分析实例
参考文献

第7章 基于第二代小波变换的信号处理
7.1 第二代小波变换原理
7.2 预测器和更新器
7.2.1 预测器系数计算方法
7.2.2 更新器系数计算方法
7.2.3 预测器和更新器系数特性
7.2.4 第二代小波尺度函数和小波函数特性
7.3 第二代小波包分析
7.3.1 第二代小波包分解和重构算法
7.3.2 滚动轴承损伤定量识别方法
7.3.3 工程应用
7.4 冗余第二代小波变换
7.4 一冗余预测器和更新器的设计
7.4.2 冗余第二代小波分解与重构过程构造
7.4.3 降噪阈值选取
7.4.4 工程应用
参考文献

第8章 基于EMD的时频分析方法及其应用
8.1 EMD的基本理论和算法
8.1.1 基本概念
8.1.2 EMD的基本原理
8.1.3 EMD方法的完备性和正交性
8.1.4 基于EMD的Hilbert变换(HHT)的基本原理和算法
8.2 EMD实用化技术研究
8.2.1 局部均值的求解
8.2.2 端点效应处理方法
8.3 基于EMD的Laplace小波结构模态参数识别方法研究
8.3.1 基于EMD的Laplace小波模态参数识别方法
8.3.2 应用实例
8.4 EMD方法在机械设备故障诊断中的应用
8.4.1 机车轮对轴承损伤定量识别方法
8.4.2 烟气轮机摩擦故障诊断
参考文献
……

本书介绍了现代信号处理技术的基本原理和工程实用技术。阐述了平稳和非平稳信号的特点,信号数学变换的本质,信号正交分解的物理意义和工程背景。内容包括信号的时域分析、频域分析、循环平稳信号分析、时频分析、小波变换及第二代小波变换、经验模式分解等。列举了所介绍的方法和技术在工矿企业中机电设备动态分析与监测诊断方面的应用实例。
本书取材先进,实用性强,适合作为高等院校机械工程、仪器仪表和能源动力等专业的研究生、高年级本科生的教材或参考书,也可供从事机电设备动态分析、状态监测、故障诊断、设备管理与维修的广大科技人员使用和参考。