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
%这里的向量都用行向量，假设被测变量是速度，单位为m/s
clear;
6 ?2 M' K( k! S( Nclose all;

. S% V; [: r8 p* I( P" q, ?- L7 Dload 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)
A=data;                                        %将测量数据赋给A，此时A为N×2的数组
" m; \0 c* E* Cx=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
* P7 n" n) s3 x/ oy=A(:,2);                                     %将A中的第二列赋值给y，形成被测量序列
$ i/ k& z0 V3 h/ r4 l9 F% My=y';                                           %将列向量变成行向量
0 n9 Q; h# O" W6 h& h( K
2 d! G" J) p! D) ?%显示数据基本信息
, M9 o( B1 M# q: i- h8 P4 i  Xfprintf('\n数据基本信息：\n')
0 F) z  u( E% a8 h" T: t& f. {fprintf('        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
fprintf('        采样频率 = %7.1f Hz\n',length(x)/(max(x)-min(x)))   %输出采样频率
fprintf('        最小速度 = %7.3f m/s\n',min(y))                         %输出本次采样被测量最小值
3 A" F, v0 k# g9 Y* y2 G$ nfprintf('        平均速度 = %7.3f m/s\n',mean(y))                      %输出本次采样被测量平均值
# e. i' g2 z0 H: W3 gfprintf('        速度中值 = %7.3f m/s\n',median(y))                   %输出本次采样被测量中值
4 ~) n* Z/ ?) t# d2 K: kfprintf('        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
  ]! _) [9 q5 y& ~& Y2 Rfprintf('       协 方 差 = %7.3f \n',cov(y))                                %输出本次采样数据协方差
2 _7 j2 g( O& @0 E- D- ^5 o( N7 u' \) `9 wfprintf('     自相关系数 = %7.3f \n\n',corrcoef(y))                       %输出本次采样数据自相关系数
  
/ w4 J( _  E2 l5 m' }8 c. a%显示原始数据曲线图（时域）
* t2 z- K8 ?: V: d& z: f1 gsubplot(2,1,1);
plot(x,y)                                                                                %显示原始数据曲线图
2 s# k# a  l# m- d0 `axis([min(x) max(x) 1.1*floor(min(y)) 1.1*ceil(max(y))])             %优化坐标，可有可无
2 J8 F- [7 m6 u  a7 U* Fxlabel('时间 (s)');
ylabel('被测变量y');
9 P2 P$ y+ p* R0 Mtitle('原始信号(时域)');
grid on;

; h8 F' r6 ~2 [$ {%傅立叶变换
4 X5 Y. P. u' |4 M, By=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);
z=fft(y);
2 Z* h. L' f2 g( t0 U3 ?
%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
Pyy=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
) o9 w9 j1 J( U, Q
%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
3 Q9 P4 e5 K1 ?$ x" p* d/ N%                 |
  ]3 \# Y& S+ h- e%             将这里的Pyy改成Mag就是 幅值-频率图了
% h! A" h6 ^3 X5 A% H$ }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)))])
6 w( |/ v4 ^& X6 ]7 c2 k6 P+ Xxlabel('频率 (Hz)')
, t) x- T, E6 W( c3 N; w% z8 {2 ^ylabel('能量')
; O5 i0 V& s3 A  ^7 D" wtitle('频谱图(频域)')
; ^. c8 i6 A6 Z' j  Vgrid on;

2 E$ ?) x7 Q1 H) N/ \%返回最大能量对应的频率和周期值
[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
# E" J5 S, Q6 i8 n, r* h

yin123

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