测试技术期末大作业.doc
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1、编辑文本动态测试信号采集仿真与实例分析姓名: 苏冠明学号:02010220指导老师:贾民平东南大学机械工程学院2013年6月12日.编辑文本动态测试信号采集仿真与实例分析摘要:本次研究是利用实际的动态测量数据结合信号的处理分析,运用数学软件得出信号的频谱,了解信号分析的实际应用方法。过程主要分为三个过程,信号仿真、采集与分析处理 ,基于计算机的声信号采集与分析,机械运行数据分析与处理。第一个过程是对已经连接好的轴系统进行信号采集,运用计算机记录数据,得出时域以及频域信号的图像;第二个过程是采集三个不同人所说的同一句话,进行ASCII码转换并加入噪声干扰进行分析;第三个过程,利用实验台在不对中不
2、平衡的情况下数据采集,频域分析,并与一过程进行比较。主要得出的结果是:得出系统的固有频率,分析出频谱图形不稳时对应的解决方法以及故障分析。创新应用有:在原有的测试技术信号处理中的傅里叶变换,计算方法的一些知识。核心在于matlab的运用,运用matlab,进行编程并以图的方式进行表达时域和频域下的信号图形。关键词:信号 时域分析 频域分析 Matlab1 设计题一:信号仿真、采集与分析处理1.1题目:信号采集过程中一般需要考虑以下几个参数:信号频率、采样频率、采样长度等,不同参数的数值设定对于信号采集的效果会产生直接影响, 为了掌握信号采集过程中这些参数对采集过程及其效果产生的影响,可以通过
3、Matlab 或 C 语言对信号采集与分析处理的过程进.编辑文本行仿真分析,具体要求如下: 利用 Matlab或 C 语言产生信号, 其中:f1=50Hz、 f2=200Hz、f3=1000Hz; n(t) 为白噪声,均值为零,方差为 0.7; 幅值、相位任意设定; 对上述等式进行 DFFT 处理。 讨论: 1)通过设置不同的采样频率,画出时域波形和傅里叶变换后的频谱图,讨论在采样点数一定的情况下,如 1024 点,采样频率对信号时域复现、频域分析的影响; 2)采样频率、采样长度(采样点数)与频率分辨率的关系; 3)通过设置不同幅值的信号与噪声,讨论噪声对信号时域分析和频域分析的影响;1.2分
4、析:令 其中f1=40Hz、 f2=400Hz、f3=2000Hz; n(t) 为白噪声,均值为零,方差为 0.7;最后再确定各参数,得到如下:x(t)=1*sin(2*pi*50*t+30)+3*sin(2*pi*200*t+45)+5*sin(2*pi*1000*t+60)+white_noise首先研究这个信号的时域状态:在Matlab中输入:plot(x);number=1024;y=fft(x,number)/number;.编辑文本n=0:length(y)-1;f=fs*n/length(y);figure(2)plot(f,abs(y);可以得到采样频率为2000Hz如下的时域
5、响应以及接下来用拉普拉斯变换后我们可以看到此信号的频域响应:图(1)采样频率分别取4000Hz,,6000Hz采样点数分别取1024点和512点得图像如下:.编辑文本图(2)图(3)图(2)图(3)是在4000Hz采样频率下取1024点和512点的时域频域图形.编辑文本图(4)图(5)图(4)图(5)为采样频率为6000Hz下,取1024点和512点的图形.编辑文本1.3 讨论(1) 在采样点数一定的情况下,如 1024 点,采样频率对信号时域复现、频域分析的影响从图(2),图(4)可以看出,采样点数一定时(1024点),6000HZ的频谱比4000HZ的峰值频率带更加窄,可以更清晰的看出峰值
6、频率,并且两个峰值频率的混叠情况比低频率的少。但是时域信号比较复杂,采样频率变化后肉眼很难进行区分,故此处难以分析,略去。(2) 采样频率、采样长度(采样点数)与频率分辨率的关系采样频率越高,频率分辨率越高。采样越短,采样点数越多,频率分辨率越高。(3) 噪声对信号时域分析和频域分析的影响将噪声方差改为1后,提取频域信号如下:图(6)512采样点 2000Hz.编辑文本图(7)1024采样点 2000HZ比较分析上面几图:图(7)对比图(1),图(7)频域中还是能看清主要的频率,但其他干扰信号的频率复制明显增大了。2、设计题二:基于计算机的声信号采集与分析.编辑文本2.1 题目现代计算机具有对
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