LMS Test

LMS Test.Lab Signature 5种稳态频域平均方式汇总表

平均方式	计算逻辑	核心特点	工程适用场景	优缺点
线性平均（复数平均）	对每帧复数FFT \(X(f)\) 实部、虚部直接算术平均： \(\bar{X}(f)=\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N X_i(f)\) 平均后再计算互谱、FRF	唯一保留相位信息，同步平均幅值与相位；随机噪声平滑效果一般	EMA实验模态、FRF频响测试、ODS工作变形、TPA传递路径、需要相位的双通道分析	优点：保留通道相位差，频响/相干计算标准方式 缺点：纯随机信号降噪能力弱于能量平均
能量平均	每帧先算能量 \(|X(f)|^2\)，再对多帧能量算术平均： \(\bar{S}_{xx}=\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N |X_i(f)|^2\)	舍弃相位，仅对信号能量做统计平均；平滑随机噪声效果最优	OMA运行模态、随机振动路谱、声学噪声测试、稳态随机信号采集、PSD生成	优点：大幅抑制随机噪声，行业随机类测试默认 缺点：丢失相位，无法计算FRF、ODS
能量指数平均	能量域递推加权平均，新采集帧权重更高，历史数据指数衰减： \(\bar{S}_k=\alpha\cdot|X_k|^2+(1-\alpha)\cdot\bar{S}_{k-1}\)	滚动实时更新，无需凑齐固定平均帧数，持续跟踪缓慢变化信号	电机升降速在线监测、变工况实时采集、长时间设备在线振动监控	优点：实时动态跟踪工况，内存开销小 缺点：无稳定统计均值，不用于离线模态分析
最大值平均（峰值保持）	每个频点遍历全部FFT帧，只记录所有帧里最大幅值，不做均值运算	输出全工况下振动峰值包络，仅捕捉极限幅值	扫频耐久试验、冲击脉冲峰值采集、极限载荷校核、振动极限风险评估	优点：完整保留全频段最大振动量级 缺点：噪声尖峰会抬高谱线，不能用于模态、相干计算
最小值平均（谷值保持）	每个频点遍历全部FFT帧，只记录所有帧里最小幅值	提取信号最低能量基线，反映本底噪声水平	空载/停机背景噪声测量、有无激励信号差值对比、噪声基线标定	优点：获取稳定噪声基准，用于差值降噪分析 缺点：丢失有效激励信号幅值，仅作辅助参考，不单独用于正式试验

快速选用指南

1. 需要相位、做频响/模态锤击试验 → 线性平均
2. 稳态随机振动、路谱、运行模态OMA、噪声测试 → 能量平均
3. 升降速、缓慢变工况、实时在线监控 → 能量指数平均
4. 扫频耐久、评估极限峰值载荷 → 最大值平均
5. 测量设备本底噪声、空载基线 → 最小值平均

关键区分要点

1. 线性平均=复数平均；能量类平均（能量/指数）只处理模平方，丢失相位；
2. 线性/能量平均为固定帧数统计平均；指数平均为滚动实时加权平均；
3. 最大、最小值不属于统计平均，仅做包络提取，不可用于相干、FRF计算。