测试技术期末大作业.doc

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1、...动态测试信号采集仿真与实例分析：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.......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

2、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

3、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，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

4、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)+whi

5、te_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;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：.......图（2）图（3

6、）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.......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.......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

7、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.......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.......2.1题目现代计

8、算机具有对声音、视频进行采样的功能，把模拟信号转换为数字信号。通过计算机上的麦克风及声卡与AD，录制各人在不同环境噪声、不同发声状态下讲话“机械工程测试与控制技术”语句（不少于3次，最好是他人的声音），利用软件转换语音数据文件为ASCII码，然后进行频谱分析，画出时域、频域图形。讨论：1）该设置至少为多少的采样频率？采样长度多长为合适？2）不同人员讲话声音的时域、频域有什么区别？根据你的分析，该怎样区分不同人员的讲话声音？3）要使他人不易识别你的讲话声音，该怎么处理？