非平穩(wěn)隨機(jī)振動

隨機(jī)振動信號的統(tǒng)計特性隨時間而變化時，則稱其為非平穩(wěn)隨機(jī)振動。例如，當(dāng)均值、均方值、頻率成分等統(tǒng)計參數(shù)中，一個或-個以上的參數(shù)隨時間而變化時，都稱其為非平穩(wěn)隨機(jī)振動。

在工程實(shí)際中，存在許多非平穩(wěn)隨機(jī)振動，它主要是由系統(tǒng)受非平穩(wěn)激勵而引起的。非平穩(wěn)激勵必然導(dǎo)致系統(tǒng)非平穩(wěn)響應(yīng)。例如，風(fēng)對雷達(dá)天線的激勵：導(dǎo)彈、火箭的發(fā)射和級間分離時火箭體受到的激勵；安裝在汽車、飛機(jī)等載體上的電子設(shè)備在載體啟動、制動、加速時所受到的激勵等。

由于非平穩(wěn)隨機(jī)振動信號不再是各態(tài)歷經(jīng)的，故它們的統(tǒng)計特性不能再用一次記錄或一段記錄得到的樣本函數(shù)通過對時間的平均來獲得，而只能通過對多次記錄或多段記錄的樣本信號函數(shù)進(jìn)行總體平均（集總平均或系集平均）來獲得。

從嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念出發(fā)，工程中實(shí)際的隨機(jī)振動信號都存在著一定的非平穩(wěn)性。因此，在處理隨機(jī)振動信號時，首先必須進(jìn)行平穩(wěn)性檢查，在隨機(jī)振動信號的統(tǒng)計特性參數(shù)隨時間的變化很緩慢時，可將其視為平穩(wěn)隨機(jī)振動來處理。這如同在工程中常將弱非線性系統(tǒng)作為線性系統(tǒng)處理一樣。

平穩(wěn)性檢驗(yàn)通常只對方差進(jìn)行，將一個時間記錄樣本分成若干個時間小段；,若在每—個時間小段；信號的方差間只有百分之幾的分散度，就可以認(rèn)為它是平穩(wěn)的。由于隨機(jī)振動信號的均值通常趨于零，故不對均值進(jìn)行檢驗(yàn)。此外，由前面的討論可知，隨機(jī)振動信號的方差在平穩(wěn)性檢查時只有百分之幾的分散度，那么其均方值隨時間的變化也不會很大，故一般也不對其相關(guān)函數(shù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢查。

當(dāng)確定某隨機(jī)信號為非平穩(wěn)隨機(jī)振動后，目前較常用的方法是將?-次長時間的記錄樣本分成若干個短時間段樣本，然后再對這些短時間段樣本進(jìn)行平均，從而得到有用的結(jié)果。這種把連續(xù)信號分割成若干小段的做法，稱為“時間窗”處理。因?yàn)槊恳粋€小段可看做通過“時間長墻”r的一個“窗口”到的。

用時間窗技術(shù)處理非平穩(wěn)隨機(jī)振動的方法，也可以用于頻率域中的分析。非平穩(wěn)信號可以理解為時變功率譜信號。由于工程上對信號頻譜結(jié)構(gòu)隨時間的變化情況，以及譜峰發(fā)生的時刻和頻率非常感興趣，因此，在現(xiàn)代信號處理機(jī)中已具有這種功能，即“時間譜陣”功能。