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
( I. ~8 H! j$ o) U# Xclear;
close all;

load 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
! Y1 B; F' n1 t$ a. M, Mx=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
6 G/ Z4 W3 b4 g( ?y=A(:,2);                                     %将A中的第二列赋值给y，形成被测量序列
% p1 @9 v# q4 {/ {y=y';                                           %将列向量变成行向量
8 }1 ]  I% b. A. ^
%显示数据基本信息
fprintf('\n数据基本信息：\n')
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
% X; f+ u6 i1 A4 s( Dfprintf('        采样频率 = %7.1f Hz\n',length(x)/(max(x)-min(x)))   %输出采样频率
# u8 _% P0 c1 s8 F; \: i- `fprintf('        最小速度 = %7.3f m/s\n',min(y))                         %输出本次采样被测量最小值
fprintf('        平均速度 = %7.3f m/s\n',mean(y))                      %输出本次采样被测量平均值
- X0 B7 r+ t( s' Gfprintf('        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
! e3 B# e5 _9 @fprintf('       协 方 差 = %7.3f \n',cov(y))                                %输出本次采样数据协方差
) U0 h4 K2 M4 v5 v: x8 [1 x5 Ofprintf('     自相关系数 = %7.3f \n\n',corrcoef(y))                       %输出本次采样数据自相关系数
  
- P. q" s. q2 g. T" v& T" n! H5 ?%显示原始数据曲线图（时域）
subplot(2,1,1);
6 x7 d$ K" L5 b. v4 A7 }% }plot(x,y)                                                                                %显示原始数据曲线图
  U% Z+ B$ V8 D3 ?, Oaxis([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');
" E) W4 T. V" r/ V9 G& vtitle('原始信号(时域)');
grid on;

%傅立叶变换
7 t/ U4 ]' C% c. d9 f8 _" q2 Vy=y-mean(y);                                               %消去直流分量，使频谱更能体现有效信息
5 x2 h9 N! P$ CFs=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));     
  _  `* w/ f2 g& O/ N* [$ uN=10000;                                                 %data.txt中的被测量个数，即采样个数。其实就是length(y);
z=fft(y);

%频谱分析
! k+ b' B  i# }" H# ^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

9 _4 j" Q8 {6 M! w6 r  O%显示频谱图(频域)
subplot(2,1,2)
9 K  o2 e; b& u+ Y0 u( mplot(f(1:N/2),Pyy(1:N/2),'r')                         %显示频谱图
%                 |
%             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)))])
8 ]* F9 c+ j) e* Y$ z/ s9 m* Mxlabel('频率 (Hz)')
ylabel('能量')
title('频谱图(频域)')
grid on;

%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
6 n% y) C) j5 r; Pfprintf('           FFT_T = %1.3f s\n',1/f(b))          %输出最大值对应的周期

yin123

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