采用MATLAB进行振动台试验数据的处理
基于Matlab_GUI的液体火箭发动机试验振动数据处理分析工艺改进
基于Matlab GUI的液体火箭发动机试验振动数据处理分析工艺改进李秋霞 苏枫 李斌北京航天试验技术研究所 北京 100074摘 要 本文针对液体火箭发动机试验振动数据处理分析过程展开研究，首先介绍了当前振动数据处理，分析了工艺的流程和存在的问题，阐述了振动数据处理分析工艺；其次对基于Matlab GUI技术的振动数据处理分析实现做了介绍，设计开发液体火箭发动机试验振动数据处理、分析软件系统，并在多型号发动机试验中进行实际的应用和完善，建立振动数据处理分析系统平台。
通过对液体火箭发动机试验振动数据处理结果进行分析和软件实现，证明本文提出的液体火箭发动机试验振动数据处理、分析工艺改进措施正确、可靠。
关键词 火箭发动机试验；Matlab GUI；振动数据处理分析 Improvement of Vibration Data Processing and Analysis Process of Liquid Rocket Engine Test Based on Matlab GUILi Qiu-xia, Su Feng, Li BinBeijing Institute of Aerospace Test Technology, Beijing 100074, ChinaAbstract This paper studies the vibration data processing and analysis process in liquid rocket engine test, first introduces the current vibration data processing, analyzes the process flow and existing problems, and expounds the vibration data processing and analysis process. Secondly, the implementation of vibration data processing and analysis based on Matlab GUI technology is introduced, the vibration data processing and analysis software system for liquid rocket engine test is designed and developed, the practical application and improvement are carried out in multi-model engine tests, and a vibration data processing and analysis system platform is established. Through the analysis and software implementation of the vibration data processing results of the liquid rocket engine test, it is proved that the vibration data processing and analysis process improvement measures in liquid rocket engine test proposed in this paper are correct and reliable.Key words rocket engine test; Matlab GUI; vibration data processing and analysis引言液体火箭发动机试验的主要目的是为了验证火箭发动机设计的可行性、工艺结构的可靠性以及考核检验工作方法协调性，对发动机性能及固有质量做出有效评价。
面向振动噪声的基于matlab的数据处理方案设计
面向振动噪声的基于matlab的数据处理方案设计【目录】1. 引言2. 振动噪声的背景3. 数据处理方案设计中的挑战4. 基于MATLAB的数据处理方案设计4.1 数据预处理4.2 特征提取4.3 振动噪声分析5. 实例案例6. 总结与回顾7. 我的观点与理解8. 结束语【引言】振动噪声是在许多领域中都普遍存在的一个问题，特别是在工程和制造业中。
为了解决振动噪声问题，数据处理方案的设计显得尤为重要。
本文将介绍一种基于MATLAB的数据处理方案设计，以帮助我们更好地理解和处理这一问题。
【振动噪声的背景】振动噪声是由于机械设备或系统的运动引起的一种噪声现象。
它可以干扰设备的正常运行，并且对人员的健康和生产效率产生不利影响。
减少或消除振动噪声对于保证设备的正常工作和提高生产效率至关重要。
【数据处理方案设计中的挑战】在设计数据处理方案时，我们面临着许多挑战。
振动噪声通常具有复杂的波形和频谱特性，因此如何准确地分析和提取振动特征是一个关键问题。
噪声数据通常包含大量的干扰和背景噪声，如何有效地去除这些干扰成为了我们面临的又一难题。
由于噪声数据的量大且复杂，如何高效地处理和分析也是一个挑战。
【基于MATLAB的数据处理方案设计】为了应对这些挑战，我们可以利用MATLAB提供的丰富工具和函数来设计一种高效的数据处理方案。
以下是一个基于MATLAB的数据处理方案设计的步骤：4.1 数据预处理在数据预处理阶段，我们需要对原始采集的振动数据进行滤波、去噪和降采样等操作。
滤波可用于去除高频噪声，去噪技术（如小波去噪）可用于降低噪声干扰，而降采样则可以减少数据量，提高后续处理的效率。
4.2 特征提取在特征提取阶段，我们可以使用MATLAB中的信号处理工具箱来计算振动信号的一些基本特征，如幅值、频率谱和时间域特征等。
这些特征可以帮助我们更好地了解振动噪声的性质和特点。
4.3 振动噪声分析在振动噪声分析阶段，我们可以利用MATLAB中的统计工具箱和频谱分析函数来对振动数据进行统计分析和频谱分析。
基于MATLAB的音叉受迫振动与共振的实验数据处理
第30卷第4期2017年8月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEV〇1.30No.4Aug.2017文章编号=1007-2934(2017)04-0110-02基于MATLAB的音叉受迫振动与共振的实验数据处理许仁安\白继博\刘杰2(1.厦门工学院，福建厦门361021;2.攀枝花学院，四川攀枝花617000)摘 要：在音叉受迫振动实验中，用M ATLAB语言对相应的实验数据进行线性拟合，得到加载在音叉双臂物块的未知质量，与实际电子天平测出的质量几乎吻合。
该方法可给学生在数据处理提供一个 验证的作用，并提升学生数据处理能力。
关键词：音叉;MATLAB;数据处理中图分类号：04-36 文献标志码：A D0l:10.14139/22-1228.2017.04.027音叉受迫振动实验是大学物理经典实验之 一,主要研究的有两个问题:一、音叉振动系统在 驱动力作用下振幅与驱动力频率的关系;二、通过 测量共振频率的方法，测出附在音叉上的一对物 块的未知质量[|]。
很多高校均有开设此实验，此 实验的数据处理主要是作图法。
作图法是常用实 验数据的处理方法之一，通常都是手工在坐标纸 上画出横纵坐标，再标出出一系列实验数据间对 应关系点,然后用光滑的曲线描绘出来，其特点简 明直观,可发现某些明显的测量错误，可采用解析 式的方式得到与图线对应的函数关系，并求出经 验公式。
但该方法比较粗略，有效数字受图纸限 制,在坐标纸上标点时具有较大的人为误差。
MATLAB语言是一种简单易学易用的计算机语 言,具有强大的科学计算及数据处理能力[2-4]，在 现代教育中具有独特的优点，已被广泛的应用于 各领域。
为了减少数据处理时的人为误差，本文 主要是用研究利用MATLAB作图法来辅助实验 数据处理，解得音叉受迫振动与共振的周期方程 和定附在音叉上臂上一对物块的未知质量。
1用MATLAB进行数据处理严格按照实验步骤测得5组质量物块质量, 并测出其附加在音叉双臂,相对应的共振频率。
基于MATLAB实验数据的几种处理方法
模式识别与仿真技术Pattern Recognition and Simulation《自动化技术与应用》2005年第24卷第1期基于MAT LAB实验数据的几种处理方法吴晓光,徐精彩,李树刚,李 华(西安科技大学,陕西 西安 710054)摘要:本文从M AT LAB的工程计算与数据处理能力出发,着重讨论如何运用M AT LAB实现实验数据处理的方法,包括数据拟合、数值插值、数值微商和数值积分,并通过实际应用得出M AT LAB是具有强大数据计算和分析功能的软件,同时将使用者从繁琐的底层编程中解放出来,大大提高工作效率。
关键词:数据处理;M AT LAB;曲线拟合中图分类号:TP27412 文献标识码:B 文章编号:100327241(2005)0120025203Matla b-bas e d Proces sin g Met h o ds of Exp eri m e ntal DataWU Xiao-guang,XU Jing-cai,LI Shu-gang,LI H ua(X i’an University of Science&T echnology,X i’an710054,China)Abstract:Because of the high capability of the engineering calculation and data processing of M AT LAB,the data processing methods suck as data fit2 ting,data interpretation,differential and integral for the experimental data by using M AT LAB are all presented in the paper.K ey w ords:Data processing;M AT LAB;Curve fitting1 引言数据处理是一项复杂、繁琐的事情,随着计算机技术的迅速发展,美国Mathw orks公司于1967年推出了Matrix Laboratory(缩写为M AT LAB)软件包,集应用程序和图形于同一环境[1]。
数据传译 MATLAB 振动测量解决方案白皮书说明书
Using MATLAB for Vibration MeasurementsSigma-Delta converters for precise,simultaneous analog inputWhen choosing software for data acquisition and analysis,the following considerations are important:•Support for a wide array of data acquisition hardware•Strong data analysis libraries•Scripting that is easy to read,modify,and debug•Application development support•Report generation to share resultsMATLAB®is a well known interactive software environment for data ac-quisition and analysis,report generation,and test system development. MATLAB provides a complete set of tools for acquiring and analyzing ana-log and digital I/O signals from a variety of PC-compatible data acquisition hardware.The MATLAB Data Acquisition Toolbox lets you configure your external hardware devices,read data into MATLAB and Simulink for im-mediate analysis,and send out data for controlling your system.The diagram below depicts an example using MATLAB and the MATLAB Data Acquisition Toolbox with Data Translation’s DT9837to acquire vibra-tion data from USB modules.Notice that the Data Translation provides an interface layer,called the DAQAdaptor for MATLAB,which allows the MATLAB Data Acquisition Tool-box to communicate with Data Translation’s hardware.While the Data Ac-quisition Toolbox is collecting data,MATLAB can analyze and visualizethe data.MA TLABData AcquisitionToolbox Data Translation’s DAQ Adaptor forMA TLABData Translation’s Data AcquisitionUSB ModulesIEPE SensorsTranslation DT9837USB data acquisition modules,and display the results.This example uses the MATLAB Data Acquisition Toolbox with Data Transla-tion’s USB modules to measure and analyze vibration data in one integrated envi-ronment.Configuring Your External HardwareTo configure your external hardware,first connect the X,Y,and Z outputsof one accelerometer to analog input channels0,1,and2of the firstDT9837module.Then,connect the X,Y,and Z outputs of the second accel-erometer to analog input channels0,1,and2of the second DT9837mod-ule.If you want to start acquisition on both modules simultaneously,con-nect a shared external digital TTL trigger input to both modules.A rising-edge on the external trigger input will start the acquisition on both modules.%Register Data Translation’s DAQ Adaptor for MATLAB daqregister(‘dtol’);%Create an analog input object to communicate with each%DT9837module(AI0corresponds to the first module;AI1%corresponds to the second module)AI0=analoginput(‘dtol’,0);AI1=analoginput(‘dtol’,1);%Add A/D channels0,1,and2–one channel for each axis of the ac-celerometer–%to each analog input objectaddchannel(AI0,0:2);addchannel(AI1,0:2);%For each DT9837module,configure A/D channels0,1,and2for IEPE inputs;%each channel uses a4mA current source and AC couplingAI0.channel.ExcitationCurrentSource=‘Internal’;AI0.channel.Coupling=‘AC’;AI1.channel.ExcitationCurrentSource=‘Internal’;AI1.channel.Coupling=‘AC’;%Configure the external digital trigger(rising edge)for each DT9837 moduleset([AI0AI1],‘TriggerType’,‘HwDigital’);set([AI0AI1],‘TriggerCondition’,‘Rising’);%When a trigger is detected,continuously acquire data until a stop function is%issued or until an error occursset([AI0AI1],‘SamplesPerTrigger’,inf);%Configure the clock for the each DT9837module,setting the clock rate to the%maximum clock rate supportedmaxRate=daqhwinfo(AI0,MaxSampleRate);set([AI0AI1],‘SampleRate’,maxRate);%Allocate memory to store the data%Define the number of samples(10000,in this case)to acquire for each channelset([AI0AI1],‘SamplesAcquiredFcnCount’,10000);%When10000samples have been acquired for each channel,%define the function to call to plot the dataset(AI0,‘SamplesAcquiredFcn’,{@plotData0});set(AI1,‘SamplesAcquiredFcn’,{@plotData1});Acquiring Data from Two Triaxial AccelerometersOnce you have wired your external hardware and configured it in MAT-LAB,start the analog input objects using the following script in MAT-LAB:%Start the analog input objects on both modulesstart([AI0AI1]);When a rising edge of the shared digital trigger is detected on each mod-ule,acquisition begins.The data is acquired from all six IEPE inputs at the maximum clock rate of the device,and the data is stored in the memory you allocated.Reading Data into MATLAB for Immediate AnalysisWhen10,000samples are acquired on each input channel,the callback functions you referenced previously(plotData0and plotData1)are called. These functions read the data into MATLAB and plot it for immediate analysis.Callback functions plotData0and plotData1are defined as follows:%Get the data from the first DT9837module into MATLAB and plot all%three channels separately.function plotData0(Obj,event)AI0=Obj;data=getdata(AI0,10000);ch0a_data=data(:,1);subplot(3,2,1);plot(ch0a_data)Data acquired and plotted in MATLAB for immediate analysis. Generating Reports and ApplicationsA report can be automatically generated from the MATLAB script if it is written in the MATLAB Editor.To generate the report,press the Publish to HTML button in the editor.(Other formats are available.)Pressing this but-ton will execute the MATLAB script and embed the script’s contents along with all plots generated in a single HTML file that can be viewed and shared.MATLAB provides a GUI development tool called GUIDE that allows you to incorporate the MATLAB script in a graphical application.Press the GUIDE button in MA TLAB to launch this tool.ConclusionWhen choosing a solution to measure vibration,consider the IEPE sensors you need and their requirements,the capabilities of your USB data acquisi-tion hardware,and the analysis software you’ll need to accomplish your goals.This paper described an example that used the MATLAB Data Ac-quisition Toolbox with Data Translation’s DT9837USB modules and DAQ Adaptor for MATLAB to provide a complete solution for measuring and analyzing sound and vibration.ing DT9837hardware:/products/ dataacquisition/usb/prod_dt9837.htming MATLAB:/products/matlabing MATLAB Data Acquisition Toolbox:http:///products/daqing the DAQ Adaptor for MATLAB:/ products_software/dt-matlab-interface-tools.htmTrial of MATLAB and MATLAB Data Acquisition Toolbox:/products/daq/tryit.htmlMATLAB Script used in this example:MATLAB is a registered trademark of The MathWorks,Inc.Copyright©2007Data Translation,Inc.All rights reserved.。
面向振动的基于matlab的数据处理编程实现
面向振动的基于matlab的数据处理编程实现振动是物体在力的作用下发生的周期性的来回运动。
在工程领域中，振动的数据处理是非常重要的。
利用振动数据可以分析物体的结构特性、故障诊断以及设计和优化振动控制系统等。
本文将以基于MATLAB 的数据处理编程实现为主题，分为以下步骤进行讨论。
Step 1: 导入振动数据首先，我们需要将振动数据导入到MATLAB 环境中。
可以使用`load` 函数加载预先保存的数据文件，或使用`importdata` 函数读取文本文件、Excel 文件或其他常见的数据格式。
通过在MATLAB 命令窗口中输入相关命令，可以将数据存储在一个变量中以供后续处理使用。
Step 2: 数据预处理在进行振动数据处理之前，通常需要对数据进行预处理。
这包括去除噪声、滤波、数据对齐和裁剪等步骤。
可以使用MATLAB 中丰富的信号处理工具箱来实现这些操作。
例如，使用`butter` 函数可以设计一个巴特沃斯滤波器以去除高频噪声，或使用`medfilt1` 函数进行中值滤波。
此外，还可以使用`resample` 函数对数据进行采样率调整，以适应后续分析的需要。
Step 3: 频域分析频域分析是振动数据处理的重要步骤之一，可以通过它来确定振动信号的主要频率成分。
使用MATLAB 的信号处理工具箱中的傅里叶变换函数（如`fft`）可以将时域振动信号转换为频域。
通过对频域信号进行幅度谱和相位谱分析，可以确定振动信号的频谱和特征频率。
这些特征频率包括共振频率、自然频率、阻尼比等，对于结构特性和故障诊断非常重要。
Step 4: 时域分析时域分析是振动数据处理的另一个重要步骤，主要用于研究振动信号的时变特性。
其中，包络分析是一种常见的时域分析方法。
可以使用MATLAB 的信号处理工具箱中的函数（如`hilbert` 或`envelope`）对振动信号进行包络提取。
包络分析可以揭示振动信号的幅值变化规律，从而实现故障诊断和机械状态监测。
基于MATLAB的机械振动台设计研究
基于MATLAB的机械振动台设计研究机械振动台是一种用于模拟地震、机械振动或其他动态载荷的设备，广泛应用于地震工程、建筑结构试验、航空航天和汽车工业等领域。
在工程实践中，合理设计和研究机械振动台对于确保测试数据准确性和设备的安全运行至关重要。
本文将以MATLAB软件为工具，探讨基于MATLAB的机械振动台设计研究。
一、机械振动台的基本原理机械振动台主要由振动力源、振动台结构和振动控制系统三部分组成。
其基本原理是利用振动力源产生的激励力使振动台结构进行自由振动，再通过振动控制系统对振动进行调节，以模拟地震或其他载荷的振动特性。
在设计机械振动台时，需要考虑振动力源的输出频率范围、振动台结构的刚度与阻尼以及振动控制系统的性能等因素。
二、MATLAB在机械振动台设计中的应用MATLAB是一种强大的数学建模和仿真软件，广泛应用于科学研究和工程实践中。
在机械振动台设计中，MATLAB可以实现振动力源参数的优化、振动台结构的有限元分析和振动控制系统的设计等功能。
首先，可以利用MATLAB对机械振动台的振动力源进行优化。
通过建立振动力源参数与输出频率的数学模型，并采用优化算法，可以得到使振动力源输出频率范围最大化或特定要求下输出频率范围最优的参数组合。
这有助于提高振动台的性能和工作效率。
其次，MATLAB还可以进行机械振动台结构的有限元分析。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以通过将结构离散为有限个节点和单元，利用数学模型计算出结构的振动模态、频率响应和应力分布等信息。
在机械振动台设计中，有限元分析可以帮助工程师了解振动台结构的自然频率与阻尼特性，并优化结构以增加其稳定性和抗震能力。
最后，MATLAB还可以用于机械振动台的振动控制系统设计。
通过建立振动控制系统的数学模型，如传感器、控制器和执行器等组件，可以对振动台进行精确的控制。
MATLAB提供了多种控制算法和工具箱，可以帮助工程师设计出满足振动要求的控制方案，并对振动控制系统进行性能仿真和实时调节。
采用MATLAB进行振动台试验数据的处理
张 晋
南京 !"##$%） （东南大学 土木工程学院
摘
中去。
要：结合振动台试验， 利用 &’()’* 语言及其工具箱函数为工具编写了两个程序， 得到模型传递函数和积分位
移， 与专业软件得到的结果吻合很好， 可代替专业软件或动态信号分析仪的部分功能， 并且可以进一步应用到其他动力试验
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型的自振特性。考虑到模型反馈可能使输入波信号 = 前 言 发生畸变， 因此， 均以层测点的白噪声反应信号对台 面白噪声信号做传递函数。 传递函数又可称频率响应函数， 是复数， 其模等 于输出振幅与输入振幅之比， 表达了振动系统的幅 频特性； 其相角为输出与输入的相位差， 表达了振动 系统的相频特性。因此， 利用传递函数即可作出模 型加速度响应的幅频特性图和相频特性图。幅频特 性图上的峰值点对应的频率为模型的自振频率； 在 幅频特性图上， 采用半功率带宽法可确定该自振频 率下的临界阻尼比； 由模型各测点加速度反应幅频 特性图中， 同一自振频率处各层的幅值比， 再由相频 特性图判断其相位， 经归一化后， 就可以得到该频率 对应的振型曲线。 由此可见， 得到模型的传递函数， 是获得模型自 振特性的关键。 本文采用 &’()’* 语言及其函数编制了求解 传递函数并输出幅频、 相频曲线的程序， 根据作者所 进行的振动台试验中白噪声试验记录， 得到了试验 模型的传递函数。程序如下： ! = Q R#N J SS； T 试验中的采样频率 数学软件 &’()’* 具有优秀的数值计算， 特别 是矩阵运算能力以及数据可视化能力， 目前已发展 成为适合多学科、 多种工作平台的功能强劲的大型 自动控制 软件。在国外， &’()’* 已成为线性代数、 理论、 数理统计、 数字信号处理、 动态系统仿真等领 域的基本工具。 众所周知， P39<9-.、 *-=1G、 2 等语言在土木工程 计算编程方面具有广泛的应用， 但涉及矩阵理论、 数 值分析等问题时用上述语言编程较为烦琐。而这些 同时它还提供了一 问题正是 &’()’* 语言的强项， 批功能强大的核心内部函数和工具箱函数， 不需要 高深的编辑技巧， 可以方便地解决上述问题。本文 对振动台试验数据进行 利用 &’()’* 语言为工具， 处理， 内容主要包括： 由白噪声试验时程记录， 求出 振动模型各测点相对于台面的传递函数， 从而得到 模型的自振频率及振型： 由地震波试验时程记录， 经 消除趋势项、 滤波后， 采用数值积分方法得到积分位 移等， 从而进一步显示了 &’()’* 在土木工程领域 的科学研究与工程计算中的价值。 > 用 !"#$"% 求模型的传递函数 振动台试验中， 通常利用白噪声试验来确定模
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…%将测得的台面白噪声信号和模型第 7 层的加速 度反应信号读入 ,并分别存储在数组 x 和 y 中 [ hest1 ,f ] = tfe (x ,y ,2 048 ,f s ,2 048 ,0 ‘, mean’) ; %用 tfe 函数作第 7 层信号对台面信号的传递函数 ,数值 存放在复数数组 hest1 中 ,频率存放在数组 f 中 …%画出传递函数幅频曲线 angle1 = angle (hest1) ; %用 angle 函数求相位 angle1 = angle1Π3114 159 3 180 ; … …%画出传递函数 相频曲线 ……%将传递函数的实部 、虚部以及相应频率等数 据写入外部文件中
USING MATLAB TO DEAL WITH DATA OF THE SHAKING TABL E TEST
Zhang Jin (College of Civil Engineering , Southeast University Nanjing 210096)
Abstract : Combined with the shaking table test conducted ,this paper designed two programs by means of Matlab language and its toolbox functions. With these programs the transfer functions and integral displacements of the test model were obtained. The results coincided well with those of the specialized software. The two programs can take the place of part functions of specialized software or dynamical signal analyzer. And the application scope can be extended to other dynamical experiments after some moderate modification. Keywords : shaking table test transfer function integral displacement
型的自振特性 。考虑到模型反馈可能使输入波信号 发生畸变 ,因此 ,均以层测点的白噪声反应信号对台 面白噪声信号做传递函数 。
传递函数又可称频率响应函数 ,是复数 ,其模等 于输出振幅与输入振幅之比 ,表达了振动系统的幅 频特性 ;其相角为输出与输入的相位差 ,表达了振动 系统的相频特性 。因此 ,利用传递函数即可作出模 型加速度响应的幅频特性图和相频特性图 。幅频特 性图上的峰值点对应的频率为模型的自振频率 ;在 幅频特性图上 ,采用半功率带宽法可确定该自振频 率下的临界阻尼比 ;由模型各测点加速度反应幅频 特性图中 ,同一自振频率处各层的幅值比 ,再由相频 特性图判断其相位 ,经归一化后 ,就可以得到该频率 对应的振型曲线 。
该程 序 调 用 了 MATLAB 中 的 Signal Processing Toolbox 中的 tfe 函数[1] 来求解模型的传递函数 。现 将此函数的输入参数作如下简要说明 : (1) x 为输入 信号 ,本文中即为台面信号 。(2) y 为输出信号 ,本 文中即为第 7 层的反应信号 。(3) 2 048 为 FFT 点 数 ,可变 ; (4) f s 为信号采用频率 。(5) 2 048 为窗函 数的宽度 。tfe 函数中用的是 Hanning 窗 (实际上 ,tfe 函数是独立的 m 文件 tfe. m ,可以方便地根据需要对 其进行修改 ,例如可以将窗函数改为 Hamming 窗甚 至是矩形窗) 。因为 FFT 是对有限长度内的时域信 号进行计算的 ,意味着要对时域信号进行截断 ,加窗 的目的是为了抑制对时域信号进行截断时造成的频 率“泄露”现象[2] ,使在时域上截断信号两端的波形 由突变变为光滑 ,在频域上压低旁瓣的高度 。(6) 0 为样本混迭的点数 ,可变 。因为一般情况下 ,白噪声 信号的点数远大于 FFT 点数 ,此时 tfe 函数将信号分 段 ,分别计算每段的自动率谱和互功率谱 ,最后求解 传递函数时 ,将各段的功率谱相加 。分段进行处理 可以使频谱图变得平滑 。若采用非零的样本混迭点 数 ,可增加分段数 , 从而使频谱图变得更为平滑 。 (7) mean 代表的 tfe 函数中调用的 detrend 函数将原 始信号零均值化 。
28 Industrial Construction 2002 ,Vol132 ,No12
作 者 :张 晋 男 1974 年 6 月出生 博士研究生 收稿日期 :2001 - 02 - 22
工业建筑 2002 年第 32 卷第 2 期
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
0 前 言 数学软件 MATபைடு நூலகம்AB 具有优秀的数值计算 ,特别
是矩阵运算能力以及数据可视化能力 ,目前已发展 成为适合多学科 、多种工作平台的功能强劲的大型 软件 。在国外 ,MATLAB 已成为线性代数 、自动控制 理论 、数理统计 、数字信号处理 、动态系统仿真等领 域的基本工具 。
众所周知 , Fortran 、Basic 、C 等语言在土木工程 计算编程方面具有广泛的应用 ,但涉及矩阵理论 、数 值分析等问题时用上述语言编程较为烦琐 。而这些 问题正是 MATLAB 语言的强项 ,同时它还提供了一 批功能强大的核心内部函数和工具箱函数 ,不需要 高深的编辑技巧 ,可以方便地解决上述问题 。本文 利用 MATLAB 语言为工具 ,对振动台试验数据进行 处理 ,内容主要包括 :由白噪声试验时程记录 ,求出 振动模型各测点相对于台面的传递函数 ,从而得到 模型的自振频率及振型 :由地震波试验时程记录 ,经 消除趋势项 、滤波后 ,采用数值积分方法得到积分位 移等 ,从而进一步显示了 MATLAB 在土木工程领域 的科学研究与工程计算中的价值 。
采用 MATLAB 进行振动台试验数据的处理
张 晋
(东南大学 土木工程学院 南京 210096)
摘 要 : 结合振动台试验 ,利用 MATLAB 语言及其工具箱函数为工具编写了两个程序 ,得到模型传递函数和积分位 移 ,与专业软件得到的结果吻合很好 ,可代替专业软件或动态信号分析仪的部分功能 ,并且可以进一步应用到其他动力试验 中去 。 关键词 : 振动台试验 传递函数 积分位移
由此可见 ,得到模型的传递函数 ,是获得模型自 振特性的关键 。
本文采用 MATLAB 语言及其函数编制了求解 传递函数并输出幅频 、相频曲线的程序 ,根据作者所 进行的振动台试验中白噪声试验记录 ,得到了试验 模型的传递函数 。程序如下 : f s = 304. 88 ; %试验中的采样频率
1 用 MATLAB 求模型的传递函数 振动台试验中 ,通常利用白噪声试验来确定模