時域分析——無量綱特徵值含義一網打盡
上一篇文章中我們講到了有量綱的特徵值含義。(Mr.括弧:時域分析——有量綱特徵值含義一網打盡)然而在信號表徵時,有量綱指標雖然對信號特徵比較敏感,但也會因工作條件(如負載)的變化而變化,並極易受環境幹擾的影響,具有表現不夠穩定的缺陷。相比而言,無量綱指標能夠排除這些擾動因素的影響,因而被廣泛應用於特徵提取的領域當中。
無量綱指標主要包括峯值因子,脈衝因子,裕度因子,峭度因子,波形因子以及峭度因子和偏度因子等。
1.峯值因子
峯值因子是信號峯值與有效值(RMS)的比值,用來檢測信號中是否存在衝擊的統計指標。峯值是一個時不穩參數,不同的時刻變動很大。由於峯值的穩定性不好,對衝擊的敏感度也較差,因此在故障診斷中,該指標逐漸被峭度指標取代。
2.脈衝因子
脈衝因子是信號峯值與整流平均值(絕對值的平均值)的比值。脈衝因子和峯值因子的區別在分母上,由於對於同一組數據整流平均值小於有效值,所以脈衝因子大於峯值因子。脈衝因子也同樣用以檢測信號中是否存在衝擊。
3.裕度因子
裕度因子是信號峯值與方根幅值的比值。與峯值因子類似,方根幅值和均方根值(有效值)是對應的,均方根的公式是信號平方和的平均值的算術平方根,方根幅值是算術平方根的平均值的平方(有點繞)。裕度因子可以用於檢測機械設備的磨損情況。
4.波形因子
波型因子是有效值(RMS)與整流平均值的比值。在電子領域其物理含義可以理解為直流電流相對於等功率的交流電流的比值,其值大於等於1。說到這兒也許你已經發現了,波形因子=脈衝因子/峯值因子。
5.峭度因子
峭度因子是表示波形平緩程度的,用於描述變數的分佈。正態分佈的峭度等於3,峭度小於3時分佈的曲線會較「平」,大於3時分佈的曲線較「陡」。
6.偏度因子
偏度因子:偏度也叫偏斜度、偏態。偏度和峭度是有一定的相關性的,峭度因子是四階中心矩和標準差的四次方的比值;偏度因子是三階中心矩和標準差的三次方的比值。偏度與峭度相同,描述的是分佈。物理含義簡單理解的話,對於單峯分佈,負偏度代表分佈圖線的「頭」在右側,「尾」在左側;正偏度反之。參看下圖: