设备或结构运动时会产生振动，振动信号中含有丰富的设备或结构运行状况信息，其物理含义清晰，信号特征与系统零部件的运行状态通常具有强相关性。振动监测是一种能够有效监控结构设备运行状态的方法。它通过振动传感器收集结构设备关键零部件上的振动信号，借助数据分析技术对所采集的振动信号进行分析处理，提取相关故障特征信息，依据特征信息对设备运行状态进行科学诊断，辨别故障的具体类型、故障的发生的详细部位与故障的严重程度。

时域分析、频域分析以及按时间序列进行建模分析等是振动信号常用分析处理技术。这些分析技术各有侧重，可以分别从不同角度对采集到的振动信号进行识别与分析，是提取结构设备运行特征信息的有效方法。

1.1 时域分析

时域分析主要包含时域统计分析和时域相关分析。时域统计分析是通过统计结构设备振动信号的有关时域特征值与指标参数并对其科学分析，依此对设备故障进行初步判断。时域统计分析一般统计的特征值有峰值、均值、峭度、脉冲等，其会随着故障的发生、演变、恶化而相应改变，不同的故障类型引起的特征值变化通常也不一样。时域统计分析能直观反应振动相关特征信号，容易理解且计算简单，一般可用于初步诊断结构设备是否已发生故障，但不能对故障的具体发生位置和故障发生的严重程度做出深入诊断。

相关分析可分为自相关性分析与互相关性分析。自相关性分析以不同时刻同一振动过程的信号为研究对象，通过借用相应的自相关函数能够识别信号的类型，将确定信号从噪声中提取出来。互相关分析以多个振动过程不同时刻的信号为研究对象，找出多个信号间的相互关系。在早期故障诊断时，信号里的周期因子不太明显，直接观察不易发现故障特征，通过时域相关分析能够找到隐藏在噪声中的周期性信息，发现结构设备故障。然而，当振动信号中存在相似频率的干扰信号时，则可能在分析过程中出现假相关现象，使得相关分析的可靠性很难保障。

1.2 频域分析

如上所述，时域分析一般用于结构设备运行状态故障的初步诊断，具体深入诊断其通常难以胜任。频域分析是通过分析设备发生故障时振动信号与正常运行时振动信号中频率结构的变化，对设备的运行状态进行评价，准确辨别设备故障并对故障进行精准定位，给预防故障发生与设备维护提供有效支持。按照振动信号特征和信号变换处理方法的不同，常用频域分析包含频谱分析、包络分析以及倒频谱分析等。

频域分析围绕频谱分析展开，将采集到的复杂信号分解成若干个相互叠加的不同频率、幅值、功率、相位的简单信号。幅值谱、功率谱、相位谱是振动分析中常用的频谱，显示振动位移、速度、加速度、功率、相位等特征值随频率分布的情况，在振源查找、故障原因分析、故障定位等方面有较好作用。