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1、动态测试信号采集仿真与实例分析《机械工程测试技术》课程设计动态测试信号采集仿真与实例分析姓名：×××学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班学号：201015******完成日期：2012年12月38日17动态测试信号采集仿真与实例分析目录1绪论2信号仿真、采集与分析处理2.1题目2.2Matlab处理分析2.3讨论2.4结论3基于计算机的声信号采集与分析3.1题目3.2Matlab处理分析3.3讨论3.4结论4机械运行数据分析与处理4.1题目4.2第一份数据分析4.2.1Matlab处理4.
2、2.2结论4.3第二份数据分析4.3.1Matlab处理4.3.2结论5总结参考文献17动态测试信号采集仿真与实例分析动态测试信号采集仿真与实例分析摘要：测试技术的项目设计——动态测试信号采集仿真与实例分析，围绕课程讲授的动态信号的采集、分析与处理的基本原理与方法进行，同时运用Matlab等工具，进行数学处理，做出信号的频谱，并能够分析信号的频谱。项目设计包括三个部分：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。通过项目设计，能熟练运用傅里叶变换处理和分析信号，对信号的频谱能够有一个更深
3、的了解。关键词：matlab；信号采样；频谱分析；fft17动态测试信号采集仿真与实例分析1.1信号仿真、采集与分析处理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Matlab或C语言对信号采集与分析处理的过程进行仿真分析，具体要求如下：利用Matlab或C语言产生信号x(t)，其中：f1=50Hz、f2=200Hz、f3=1000Hz；n(t)为白噪声，均值为零，方差为0,7
4、；幅值、相位任意设定；对信号x(t)进行DFFT处理下:取=4，=,5,=6,===0;噪声方差0.7Fs=3000HZ:N=1024程序：Fs=3000;%采样频率L=1024;%信号长度NFFT=1024;%采样点数T=1/Fs;t=(1:L)*T;17动态测试信号采集仿真与实例分析n=(rand(1,L)-0.5)*sqrt(12*0.7);%均值为零，方差为0.7的白噪声x=4*sin(2*pi*50*t)+5*sin(2*pi*200*t)+6*sin(2*pi*1000*t)+n;%信号subplot(2,1,
5、1);plot(Fs*t(1:1000),x(1:1000));%信号的时域图X=fft(x,NFFT)/L;%对信号快速傅里叶变换f=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);subplot(2,1,2);plot(f,2*abs(X(1:NFFT/2+1)));%信号的单边谱Fs=4000HZ:N=102417动态测试信号采集仿真与实例分析Fs=5000HZ;N=102417动态测试信号采集仿真与实例分析FS=5000HZ:N=2048=4，=,5,=6,===0;噪声方差1Fs=5000;N=10241
6、7动态测试信号采集仿真与实例分析讨论：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；见图1和图2，采样点数均为1024，采样频率分别为5000Hz和2500Hz，2500Hz时，各个谱线的值已经达不到信号各个谐波分量的幅值，即已经小于3,4,5了，只有3,4,4；而5000Hz时，各个谱线的值非常接近3,4,5，频率较高时，频谱显示的比较准确，谱线能量泄露小，频率分辨率越高。2）采样频率、采样长度（采样点数）与频率分辨率的关
7、系；见图2和图3，采样频率均为2500Hz，采样点数分别为1024和2048，前者各个谱线的值已经达不到信号各个谐波分量的幅值，只有3,4,4；而后者各个谱线的值非常接近3,4,5，可见频率一定时，采样点数越多，谱线能量泄露小，频率分辨率越高。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。噪声的幅值越大，频域分析时，信号的谱线越不明显，当噪声信号的幅值比信号的幅值还要大的多时，噪声会淹没信号，频域分析时，根本无法得到信号的谱线，（可以参照图1，图4，图5）。而且，噪声的幅值越大，时域越是混乱，越
8、难分析，看不出周期性。结论1.采样频率越高，采样点数越多，频率的分辨率越高，采样频率至少应当大于等于信号最高频率的2倍。2.噪声的幅值越大，频域分析时，信号的谱线越不明显，时域越是混乱。采集信号时，必须控制噪声的大小。17动态测试信号采集仿真与实例分析1.2基于计算机的声信号采集与分析现代计算机具有对声
