信息化时代的到来,使工业生产中的机械设备向智能化、精密化、复杂化的方向发展,同时促进了测试与分析技术的广泛应用。本课题基于测试分析技术和虚拟仪器技术,采用混合编程方法设计开发了一套集大容量信号采集、多功能数据处理和分析于一体的测试分析系统。使用Delphi编写了用户交互界面和数据采集卡的驱动程序。在数据采集卡的接口控制程序中,使用多线程的工作方式和缓冲队列技术,支持八个通道的大容量不间断数据采集和存储。依靠MATLAB强大的信号处理、分析和图形显示功能编写各种算法,使用组件对象模型(Component Object Model,COM)技术形成动态链接库文件(Dynamic Link Library,DLL),在Delphi界面中调用MATLAB各算法,实现多功能信号处理和分析功能。混合编程技术的使用拓展了测试系统的功能,使其具备了三十二种信号处理和分析方法,而且对于后期系统功能的完善和更新更加方便。提出并实现了由两种或三种时频分析方法组合而成的时频组合分析方法,如小波分解与快速傅立叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)、小波降噪与FFT、经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与威格尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)叠加(EMD-WVD)、小波包降噪与 FFT、EMD-FFT、小波包分解、集合经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)与快速傅立叶变换(EEMD-FFT)等。时频组合分析方法对于非平稳信号时频域特征提取具有优良效果,不仅拓展了时频分析方法,而且为时频分析方法研究提供了新的思路。开发过程中使用仿真信号验证了各个模块、各种功能的可靠性与效果。开发完成后,对某型号砂轮机进行故障诊断和发动机信号源分析实验,使用各种分析结果对比的交叉验证方式验证了该测试分析系统在信号处理和分析领域的可靠性和实用性。开发的测试分析系统可应用于机械设备信号采集与分析、工况监测和故障诊断等方面,尤其在非平稳信号的分析方面。