离散信号MATLAB频谱分析程序

baqiao

%FFT变换,获得采样数据基本信息，时域图，频域图
8 ^* l! z$ F2 L% E% Y5 g% p%这里的向量都用行向量，假设被测变量是速度，单位为m/s
) i2 `2 S! ^- |, T' z/ Aclear;
4 L  ~( w; y. L, P+ b  e& F* Iclose all;

6 [& S  K% A  R0 D+ Eload data.txt              %通过仪器测量的原始数据，存储为data.txt中，附件中有一个模版(该信号极不规则)
5 |$ X1 o& {: l& @) L/ E( }/ dA=data;                                        %将测量数据赋给A，此时A为N×2的数组
) S0 E0 W$ {8 r! H4 L* O' px=A(:,1);                                     %将A中的第一列赋值给x，形成时间序列
x=x';                                           %将列向量变成行向量
/ c* Y8 @, Z: b: Ty=A(:,2);                                     %将A中的第二列赋值给y，形成被测量序列
y=y';                                           %将列向量变成行向量
0 u3 j3 j- U( J5 X( O) r! W: x$ n
%显示数据基本信息
fprintf('\n数据基本信息：\n')
$ Y7 U0 I% I+ K6 m) Afprintf('        采样点数 = %7.0f \n',length(x))                         %输出采样数据个数
fprintf('        采样时间 = %7.3f s\n',max(x)-min(x))                    %输出采样耗时
/ }% m0 E& E+ X( w0 x9 kfprintf('        采样频率 = %7.1f Hz\n',length(x)/(max(x)-min(x)))   %输出采样频率
5 ?6 o- E5 w8 _* c( ]' u1 Afprintf('        最小速度 = %7.3f m/s\n',min(y))                         %输出本次采样被测量最小值
7 C; z* P4 w* k- zfprintf('        平均速度 = %7.3f m/s\n',mean(y))                      %输出本次采样被测量平均值
/ Z. G1 _1 g; s& h5 Xfprintf('        速度中值 = %7.3f m/s\n',median(y))                   %输出本次采样被测量中值
fprintf('        最大速度 = %7.3f m/s\n',max(y))                          %输出本次采样被测量最大值
fprintf('        标准方差 = %7.3f \n',std(y))                               %输出本次采样数据标准差
fprintf('       协 方 差 = %7.3f \n',cov(y))                                %输出本次采样数据协方差
' \# O% `0 `0 }; B) e0 kfprintf('     自相关系数 = %7.3f \n\n',corrcoef(y))                       %输出本次采样数据自相关系数
1 t  Z: `) h* ~7 j* |0 L! \: d# k  u2 q  
0 U# l8 W) w6 |1 r0 o+ s6 ?%显示原始数据曲线图（时域）
subplot(2,1,1);
8 C5 Z% ?: P' I+ K/ _7 z- y+ b' Yplot(x,y)                                                                                %显示原始数据曲线图
5 s5 H2 F( t2 N% Y% k, Saxis([min(x) max(x) 1.1*floor(min(y)) 1.1*ceil(max(y))])             %优化坐标，可有可无
xlabel('时间 (s)');
ylabel('被测变量y');
$ {# Q5 }4 w9 x- _5 dtitle('原始信号(时域)');
grid on;

# O* f1 o# V* o6 R# E%傅立叶变换
y=y-mean(y);                                               %消去直流分量，使频谱更能体现有效信息
Fs=2000;                %得到原始数据data.txt时，仪器的采样频率。就是length(x)/(max(x)-min(x));     
N=10000;                                                 %data.txt中的被测量个数，即采样个数。其实就是length(y);
# o6 ^) Q% o. N" l! {1 _  G& Dz=fft(y);

6 G* C: O! @, x! g%频谱分析
f=(0:N-1)*Fs/N;
Mag=2*abs(z)/N;                                        %幅值，单位同被测变量y
) P! O2 s4 n% g% N$ u* ]: RPyy=Mag.^2;          %能量；对实数系列X，有 X.*X=X.*conj(X)=abs(X).^2=X.^2，故这里有很多表达方式

%显示频谱图(频域)
subplot(2,1,2)
plot(f(1:N/2),Pyy(1:N/2),'r')                         %显示频谱图
%                 |
4 ?, U: a" g, F. @2 R%             将这里的Pyy改成Mag就是 幅值-频率图了
axis([min(f(1:N/2)) max(f(1:N/2)) 1.1*floor(min(Pyy(1:N/2))) 1.1*ceil(max(Pyy(1:N/2)))])
* h( v2 D% ?; E0 ~; d- Y) fxlabel('频率 (Hz)')
* i& j$ [0 \) ~/ Y2 G" Aylabel('能量')
+ Y$ x) p9 m4 E2 Wtitle('频谱图(频域)')
9 [* ^% F5 M. Q: k: L* dgrid on;

%返回最大能量对应的频率和周期值
  R1 h. W+ \1 h- G* \7 q$ S[a b]=max(Pyy(1:N/2));
fprintf('\n傅立叶变换结果：\n')
fprintf('           FFT_f = %1.3f Hz\n',f(b))             %输出最大值对应的频率
fprintf('           FFT_T = %1.3f s\n',1/f(b))          %输出最大值对应的周期
6 _6 M: q& J8 T

yin123

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