國立中興大學教學大綱

課程名稱	(中) 機械系統時頻分析與診斷(6715)
	(Eng.) Time-frequency Analysis on Machinery Diagnosis
開課單位	機械系
課程類別	選修			學分	3	授課教師	吳天堯
選課單位	機械系 / 碩士班			授課使用語言	中文	英文/EMI		開課學期	1122
課程簡述	本課程將教授各項時頻分析方法，包括短時傅立葉、小波分析與希爾伯特黃變換等方法，對機器振動訊號進行分析，藉以識別軸承、齒輪以及主軸之各項動態特徵，並依據特徵狀況來診斷機器之運行狀態與可能之部件損傷。
先修課程名稱								課程含自主學習	Y

課程與核心能力關聯配比(%)			課程目標之教學方法與評量方法
課程目標	核心能力	配比(%)	教學方法	評量方法
本課程之目標在教導學生如何運用時頻分析方法來抽取機器振動訊號的各項潛在特徵，藉以分析機器之動態特性與可能之故障異常狀態。	1.具備機械領域之專業知識與獨立解決問題之能力。 2.具備創新思考、規劃並執行研究專題及表達研究成果之能力。 3.具協調跨領域人才與整合技術之能力。 4.具良好的產業國際觀。 5.具領導、管理、規劃及自我學習成長之能力。	50 20 10 10 10	討論 講授	測驗 書面報告 出席狀況 作業
授課內容(單元名稱與內容、習作/每週授課、考試進度-共18週)
週次 授課內容 第1週 一、傅立葉變換、傅立葉頻譜 第2週 二、短時傅立葉時頻譜、小波分解、小波變換 第3週 三、經驗模態分解、集成經驗模態分解原理 第4週 四、固有模態函數之正交性與完整性 第5週 五、瞬時頻率--解析訊號、正常化希爾伯特變換、跨零點週期、時間-頻率譜、邊際頻譜 第6週 六、訊號與系統、數位訊號擷取 第7週 七、機械振動之量測原理、振動感測器介紹 第8週 八、機械元件之故障特徵--齒輪 第9週 九、期中考 第10週 十、機械元件之故障特徵--軸承 第11週 十一、機械元件之特徵--主軸異常之特徵頻率 第12週 十二、特徵統計量值--方均根值、傅立葉譜幅值、偏度值(skewness)、峭度值(kurtosis)、邊際譜峰值分佈 第13週 十三、振幅調制與頻率調制現象 第14週 十四、時間-頻率域與角度-階次域之特徵變換 第15週 十五、案例介紹 第16週 十六、自主學習: DAQ商業模組之規格收集與比較 第17週 十七、自主學習: 振動訊號之時頻分析程式撰寫 第18週 十八、總複習、期末take-home考試
學習評量方式
作業(50%)、期中考(20%)、期末考(30%)
教科書＆參考書目(書名、作者、書局、代理商、說明)
J. I. Taylor, The Vibration Analysis Handbook: A Practical Guide for Solving Rotating Machinery Problems (2nd ed), United Kingdom: Vibration Consultants, 2003. T. A. Harris, Rolling Bearing Analysis, 4E, John Wiley & Sons Inc. NY, 2001. 參考書目： 1.Michael Greenburg, “Advanced Engineering Mathematics”, 2/e Pearson Education, 1998. 2.N. E. Huang and S. S. Shen, 2005, Hilbert-Huang Transform and Its Applications, Interdisciplinary Mathematical Sciences-Vol. 5, World Scientific 3.N. E. Huang, Z. Shen, S. R. Long, M. L. C. Wu, H. H. Shih, Q. N. Zheng, N. C. Yen, C. C. Tung, and H. H. Liu, “The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis,” Proceedings of the Royal Society of London Series a-Mathematical Physical and Engineering Sciences, vol. 454, pp. 903-995, 1998.
課程教材（教師個人網址請列在本校內之網址）
數位教學平台iLearning
課程輔導時間
17:00-18:00, Monday or by appointment
聯合國全球永續發展目標
04.教育品質 提供體驗課程：N

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更新日期 西元年/月/日：2024/01/15 14:50:21	列印日期 西元年/月/日：2024 / 5 / 02
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