【正文】 濾波法一樣 實(shí)際濾波效果可能不及“中位值濾波法” +“算術(shù)平均濾波法”的方式。 根據(jù)采樣定理，只有頻率不超過(guò) Fs/2 的信號(hào)才能被正確采集，即 Fourier 變換的結(jié)果中頻率大于 Fs/2 的部分是不正確的部分，故不在頻譜圖中顯示。 頻率、周期的估計(jì) 對(duì)于 Y(k?f)，如果當(dāng) k?f = f 時(shí)， Y(k?f)取最大值，則 f 為頻率的估計(jì)值，由于采樣間隔的誤 差， f 也存在誤差，其誤差最大為 ?f / 2。 fft 函數(shù)調(diào)用方式： ○ 1 Y=fft(X)； ○ 2 Y＝ fft(X,N)； ○ 3 Y＝ fft(X,[],dim)或 Y＝ fft(X,N,dim)。 FFT 是 DFT 的一種快速算法，它是對(duì)變換式進(jìn)行一次次分解，使其成為若干小數(shù)據(jù)點(diǎn)的組合，從而減 少運(yùn)算量。 離散傅立葉變換 (DFT)[12] 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 有限長(zhǎng)序列 )(nx 的離散傅立葉變換 (DFT)為 10( ) [ ( ) ] ( ) , 0 1N knNnX k D F T x n x n W n N? ??? ? ? ? ?? (22)逆變換為 101( ) [ ( ) ] ( ) , 0 1N knNnx n I D F T X k X k W n NN? ??? ? ? ? ?? (23) 快速傅立葉變換 (FFT)[13] 在各種信號(hào)序列中，有限長(zhǎng)序列占重要地位。 x ( t )x [ k ]tk0 T 2 T0 1 2 圖 21 連續(xù)信號(hào)抽樣的離散序列 若 kTtkTXkX ?? )(][ ， 則信號(hào) )(tX 與 ][kX 的頻譜之間存在： ? ?j s a m1( e ) j( )nX X nT ???? ? ? ???? (21) 其中 , )( ?jeX 的頻譜為 )(?jX , ][kX 的頻譜為 )( ?jeX 。離開(kāi)了數(shù)字濾波 幾乎是寸步難行 [5]。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器，以及 FIR 數(shù)字濾波器 ，而這些 設(shè)計(jì)都不需改變硬件，只要修改參數(shù)和程序就可實(shí)現(xiàn) 。 可靠性高： 數(shù)字濾波方式還具有模擬濾波方式 不能比擬的可靠性。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。其功能是對(duì)輸入離散信號(hào)的數(shù)字代碼進(jìn)行運(yùn)算處理，以達(dá)到改變信號(hào)頻譜的目的。而數(shù)字濾波作為其重要分支也飛速發(fā)展。 數(shù)字信號(hào)處理 (Digital Signal Processing)是一門涉及多學(xué)科并廣泛于各個(gè)科學(xué)和工程領(lǐng)域的新興學(xué)科 [5]。因此，從接收到的信號(hào)中消除或減弱干擾噪聲，就成 為信號(hào)傳輸與處理中十分重要的問(wèn)題。 技術(shù) 指標(biāo)： 沖擊測(cè)試 濾波 算法的設(shè)計(jì)方法，即數(shù)字濾波算法的 研究 與 比較 ，從中選出適合沖擊測(cè)試 系統(tǒng)的 濾波 算法。 MATLAB 作為一款強(qiáng)大的數(shù)學(xué)、金融、通信、信號(hào)處理的交互式軟件，我們可以很方便的在其中編寫 程序 、仿真模型。針對(duì) 沖擊測(cè)試 采樣數(shù)據(jù)的噪聲特點(diǎn)，挑選出 適合的算法對(duì)沖擊測(cè)試 采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，分析各濾波算法的濾波效果并且進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的濾波效果。 國(guó)內(nèi)的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀大體功能與國(guó)外接近，但是國(guó)外產(chǎn)品由于技術(shù)比較成熟，所以儀器各方面指標(biāo)都比較高，另外國(guó)外廠商在注重儀器本身的研發(fā)的同時(shí)注重外圍維護(hù)和管理軟件環(huán)境的研發(fā)，產(chǎn)品附加值較高 [7]。 而 Dactron 和 Nicolet 的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀都采用了最新的技術(shù)，一般都是采集處理系統(tǒng)再配合 PC 機(jī)的上層管理軟件 PC 機(jī)一般工作 Windows 操作系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。產(chǎn)品的體積小，速度快，功能強(qiáng)大 ， 性能優(yōu)異，操作簡(jiǎn)單但是價(jià)格比較昂貴 。內(nèi)置的信號(hào)源及可選的特性更優(yōu)化了儀器用于分析和查找噪音、振動(dòng)與聲學(xué)問(wèn)題，評(píng)測(cè)控制系統(tǒng)的功能，以及評(píng)估和解決了旋轉(zhuǎn)機(jī)器問(wèn)題，并定性與評(píng)估控制系統(tǒng)參數(shù)。小波理論由于其局部分析性能的優(yōu)異在圖像處理中的應(yīng)用研究 得到迅速發(fā)展 ，尤其是在圖像壓縮、圖像去噪等方面的應(yīng)用研究 [6]。 數(shù)字濾波是語(yǔ)音處理、圖像處理、模式識(shí)別、頻譜分析等應(yīng)用的基本處理算法 [5]。所以在進(jìn)行沖擊響應(yīng)譜分析前，對(duì)沖擊測(cè)試采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波處理是 很有 必要的。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)所屬的技術(shù)委員會(huì)以及我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，都已經(jīng)把沖擊譜作為規(guī)定沖 擊環(huán)境的方法之一。 而隨 著科技的 進(jìn)步 ，特別是 微電子技術(shù)的迅猛 發(fā)展，嵌入式微控制器的出現(xiàn)與使用，誕生 了集 動(dòng)態(tài)信號(hào)采集、分析、存儲(chǔ)、顯示為一體的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀。 Filtering algorithm。 第三章 、主要介紹各濾波算法的參數(shù)選擇和具體設(shè)計(jì)流程，并對(duì)各算法的 濾波效果 進(jìn)行 分析 比較 。 本文 在 MATLAB 環(huán)境下 實(shí)現(xiàn)各常用數(shù)字濾波算法并討論了各 濾波 算法的特點(diǎn)及 其選用原則。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS) 題 目 : 沖擊測(cè)試 常用 濾波算法研究 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 目錄 摘要 ................................................................................................................................ 2 ABSTRACT .................................................................................................................. 3 第一 章 緒論 .................................................................................................................. 4 ............................................................................................................ 4 ....................................................................................... 4 ........................................................................................... 5 ....................................................................................... 5 ........................................................................................... 5 研究目的與技術(shù)指標(biāo) ................................................................................ 6 第二章 數(shù)字濾波基礎(chǔ) .................................................................................................. 7 .............................................................................................. 7 .................................................................................... 8 時(shí)域抽 樣定理 .......................................................................................... 8 離散傅立葉變換 (DFT) .............................................................................. 8 快速傅立葉變換 (FFT) .............................................................................. 9 頻譜分析原理 .......................................................................................... 9 ..................................................................................... 10 ........................................................................... 10 ........................................................................... 11 ........................................................................... 13 沖擊測(cè)試采樣數(shù)據(jù) ............................................................................................ 16 .................................................................................. 16 ........................................................................... 17 MATLAB簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 17 MATLAB功能簡(jiǎn)介 .................................................................................... 18 MATLAB的發(fā)展 ....................................................................................... 18 第三章、沖擊測(cè)試濾波算法設(shè)計(jì)及濾波效果分析 .................................................. 20 沖擊測(cè)試采樣數(shù)據(jù)的分析 ................................................................................. 20 濾波算法設(shè)計(jì)及效果分析 ............................................................................... 21 中位值平均法的設(shè)計(jì) .............................................................................. 21 ........................................................................... 23 計(jì) .................................................................................. 25 ......................................................................................... 26 第四章 結(jié)論與展望 .................................................................................................... 34 .................................................................................. 34 .............