测试技术课程设计模板

《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
目录
1 绪论
2 信号仿真、采集与分析处理
2.1 题目
2.2 Matlab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
3.2 Matlab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
4.2.1 Matlab处理
4.3第二份数据分析
4.3.1 Matlab处理
5 总结
参考文献
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的了解。

关键词：matlab ；信号采样；频谱分析；fft
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：f 1=50Hz 、 f 2=200Hz 、f 3=1000Hz ；
n (t ) 为白噪声，均值为零，方差为0,7；
幅值、相位任意设定；
对信号x (t )进行DFFT 处理下:
取1a =4，2a =,5, 3a =6, 1ϕ=2ϕ=3ϕ=0;噪声方差0.7
Fs=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;
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(2,1,1);
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=1024
Fs=5000HZ;N=1024
FS=5000HZ:N=2048
1a =4，2a =,5, 3a =6, 1ϕ=2ϕ=3ϕ=0;噪声方差1
Fs=5000;N=1024
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5000 Hz 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，。