一、选题的目的及意义
振动是一种普遍存在的自然现象。在工程技术领域存在着大量的振动问题，运动机械在运行中必然会产生振动，即使是那些我们看作不运动的工程结构，在环境激励的影响下也会发生振动。无论机械，土木工程结构，桥梁等大型结构，还是电脑主板等小型结构，都普遍存在着振动现象。虽然人们经常利用振动来进行运输，加工和打桩，做一些有益的工作，但更多的振动往往起着影响机器设备性能和寿命，破坏建筑物，影响新产品的合格性等的作用。
因此，无论振动的存在是否有利于人类活动，我们都需要对振动测试信号进行采集与分析研究。要解决各种各样的振动及动态特性问题，研究系统的动力学特性，分析产生振动的原因，考核设备适应振动与环境的关系，对结构、系统和设备进行振动测试信号处理与分析是必不可少的重要手段，如何对信号采集分析也就成为了工程技术人员的重要任务之一。尽管对振动的研究发展到了很高的水平，但实际中遇到的振动问题远比理论复杂的多，对振动信号处理与分析的探索研究还需要继续进行。
综上，本次研究的目的在于对振动信号进行实时采集与分析，了解被测机械或结构的被测状况以及寻找振动源，研究系统的动力学特性，并分析产生振动的原因，考核设备适应振动与环境的关系，编写实时数据采集程序和实时数据分析程序，建立基于MATLAB的振动信号采集与分析系统，实现振动信号的预处理，时域分析，频域分析等功能，并在MATLAB GUI环境下设计可视化用户界面。
振动是一切运动机械以及承受动态载荷的工程结构所具有的运动现象，振动信号中包含着机械及其结构的内在特性和运行状况的信息，振动测试在工程技术中起着重要的作用。因此，对振动信号进行采集与分析有利于我们从振动信号中得到需要掌握的信息，了解振动源，以便采取措施解决振动以及动态特性问题。目前市场上的振动信号处理软件种类不是很多，其中也包括一些进口软件，虽然包含丰富的信号处理功能，但这类进口软件价格昂贵，并且他们都存在一个最大通病，就是使用起来不够灵活方便，而本次研究仅基于一种编程语言平台—MATLAB,增强了软件的可维护性、可移植性等性能，较为有效的解决了这一问题。
二、课题的研究现状
近年来，振动在航空航天，船舶，汽车，机械加工设备，高层建筑，桥梁等领域中已经得到广泛应用，其所带来的作用和影响不可忽略。振动测试信号的处理与分析受到各行各业的高度关注。随着科学技术的发展,振动信号处理经历了从模拟信号的人工分析到数字信号的计算机处理的演变过程，振动信号的分析处理无论在理论基础还是技术上都发展的很快。特别是在计算机技术迅猛发展的今天，价格低廉的普通个人电脑外加一台作为电脑外设的数据采集仪不但完全取代了过去繁重的模拟信号人工测试分析工作，而且基本淘汰了价格昂贵的专用振动信号处理设备。用普通个人电脑进行振动信号测试分析与处理是通过软件来实现，市场上的振动信号处理软件的种类不是很多，其中也包括一些进口软件，但这些软件大都价格昂贵，尤其是进口软件的价格更是昂贵。
国外在这方面的研究发展较快：
丹麦Bamp;K公司的PULSE测量分析系统是基于Windows操作系统界面，继承了Bamp;K公司传统的模块化原理，为该系统的功能扩展及升级打下了坚实的基础。PLUSE噪声振动测量分析系统包括噪声测量分析系统、振动测量模态分析系统、机械故障测量分析系统和电声测量分析系统软件，其包含了丰富的信号处理功能。
