【正文】 我也學(xué)到了許多從來沒有接觸過的 知識 ，我知道課本上的知識只是學(xué)習(xí)海洋中的一滴水而已，我深深的感受到在遼寧科技大學(xué) 信息技術(shù) 學(xué)院的學(xué)習(xí)是我在人生道路上寫下了光輝的一頁，它將永遠(yuǎn)激勵我勤奮學(xué)習(xí)，努力工作，我將以更優(yōu)異的成績回報我的母校。 ，有幾十種工具箱可用于各 類科研需要，這可 縮短 科研周期 。它以其使用方便，輸入簡捷，運算高效，內(nèi)容豐富，并且 可 由用戶自行擴(kuò)展等特點 而 深受廣大使用者的青睞。 plot(f,10*log10(pxxi),.r.)。 %用帶通濾波器對噪聲信號進(jìn)行數(shù)字濾波 [b,a]=butter(8,[60,15200]/16000,.band2pass.)。 文本文件 ,并將數(shù)據(jù)讀入向量 y 和 y1 fid=fopen(.9 19 yuan 10k .)。 Pwelch 函數(shù)是 PSD 分析是最常用到的函數(shù) , 該函數(shù)的調(diào)用格式有多種 ,最常用的調(diào)用格式是 : [Pxx,f]=pwelch(x,nfft,Fs,window,noverlap) () 式中 x————待分析的信號序列 Nfft———要計算的傅立葉變換點數(shù) ,一般把該參數(shù)指定為 2 的冪 ,以使執(zhí)行速度更快 Fs————信號序列的采樣頻率 Window——該指定窗函數(shù)和信號序列 x 加窗的數(shù)據(jù)段的采樣點數(shù) Noverlap——該參數(shù)指定數(shù)據(jù)重疊的長度 另外 ,返回向量 Pxx 是用 Welch 方法分析的 PSD 值 ,f 是和 PSD 值位置相對應(yīng)的線性遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 頻率 ,單位為 Hz。 時域分析主要提供信號的均值 ， 方差和自相關(guān)函數(shù)等信息 。在 ND1!ND2 型聲級計的面板上均有一 /放大器輸出 0 插孔 聲級計工作時 ,該插孔可輸出經(jīng)放大器放大后的噪聲交流電壓信號 ,供記錄儀 和示波器等測量儀器使用。 14)魯棒控制工具箱 15)信號處理工具箱 功能： 數(shù)字和模擬濾波器設(shè)計、應(yīng)用及仿真 頻譜 分析和估計 FFT， DCT 等變換參數(shù)化模型 16)樣條工具箱 17)統(tǒng)計工具箱 功能： 概率分布和隨機(jī)數(shù)生成 ， 回歸分析 ， 主元分析 ， 假設(shè)檢驗 18)符號數(shù)學(xué)工具箱 功能： 符號表達(dá)式和符號矩陣的創(chuàng)建 符號微積分、線性代數(shù)、方程求解 因式分解、展開和簡化 符號函數(shù)的二維圖形 圖形化函數(shù)計算器 19)系統(tǒng)辨識工具箱 20)小波工具箱 功能： 基于小波的分析和綜合 圖形界面和命令行接口 連續(xù)和離散小波變換及小波包 MATLAB的信號處理工具箱是信號處理算法文件的集合 ,它處理的基本對象是遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 信號和信號系統(tǒng) 利用信號處理工具箱中以實現(xiàn)信號的 的文件可 變換 !濾波 !頻譜估計 ,濾波器設(shè)計 ,線性系統(tǒng)分析等功能。本文介紹了一種運用數(shù)值分析軟件 MATLAB 來進(jìn)行通風(fēng)機(jī)噪聲頻譜分析的方法。 %使用 hamming 窗函數(shù) h=fir1(c,[w1/pi w2/pi],window)。設(shè)計完成后將結(jié)果保存為 文件 ［ 6］ 。例如設(shè)計帶通濾波器時，可以定義Wstop1（ 頻率 Fstop1 處的幅值衰減）、 Wpass（通帶范圍內(nèi)的幅值衰減）、 Wstop2（頻率 Fstop2 處 的幅值衰減）。 完成控件布局之后 ,開始編制回調(diào)程序如前面所講的 ， 在 GUI 編輯狀態(tài)下用鼠標(biāo)右鍵單擊需要編寫回調(diào)程序的控件 ,打開右鍵快捷菜單 ,從 ViewCallbacks 中選擇一種回調(diào)方式 ， 打開 MATALB 自動生成的 .m 文件 ， 并且系統(tǒng)會自動生成如下語句FunctionHnameCallback (hObject,eventdata,han2dles) 其中 ， Hname 為控件對象的 Tag(標(biāo)簽 )屬性值 ， 開發(fā)者即 可在該語句下編寫當(dāng)前控件的回調(diào)程序 ， Callback 是其中的一種回調(diào)方式 ， 根據(jù)需要可選擇其他回調(diào)方式 ，如 WindowButtonDownF,CreateF 等。 (6)GUI 應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器 (GUIDEApplica2tionOptions) 通過該編輯器可以設(shè)定 GUI 界面縮放形式 ， GUI 對句柄操作的響應(yīng)方式 ， 以及定義 GUI 的保存方式。 GUIDE GUIDE(GraphicsUserInterfaceDesignEnviron2ment)是一個專用于 GUI 程序設(shè)計的快速開發(fā)環(huán)境 ， 使用者通過鼠標(biāo)就能迅速地產(chǎn)生各種 GUI 控件 ,并隨心所欲地改變它們的外形 !大小及顏色等 ， 從而幫助用戶方便地設(shè)計出各種符合要求的圖形用 戶界面調(diào)用 GUIDE 的方法有 2 種 ,在 MATLAB 命令窗口中輸入 guide 命令 。 中級的：確定一個硬件芯片，然后再加外圍，然后仿真，適當(dāng)?shù)目紤]一些其他 干擾、現(xiàn)場因素 。 Savesysten 命令用來保存模型為模型文件夾，擴(kuò)展名為 .mdl。 SIMULINK SIMULINK 是一個進(jìn)行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成軟件包。由 4 個單選按鈕 (radiobutton)和 4 個編輯框 (edit)組成。解決這個矛盾的途徑是，在取較大（合適）的真長 N 的同時，采用信號分針針移 1N 小于真長 N 的辦法，由此可得到頻域和時域分辨率都滿足需要的頻譜。再利用彩色映射，計算彩色監(jiān)視器把 iC 顯示出來，則獲得偽彩色顯示的動態(tài)頻譜圖。幅度 db39。 plot(f_len,fftmov1)。 %雙音 信號 1k 和 f_len=linspace(fs/2fs/2/t_len,fs/2fs/2/t_len,t_len)。 對三階交調(diào)進(jìn)行模擬分析 ：三個正弦信號之和，要求 三個信號之間的頻率相差不大。 頻譜分析與顯示原理 （ 1） 離散信號的短時 FFT 頻譜分析 現(xiàn)代信號頻譜分析是基于離散時域的短時 FOURIER 分析。 是它的最新版本，由于它具有強(qiáng)大的計算和繪圖功能 ， 大量穩(wěn)定可靠的算法和簡潔高校的編程語言，所以選用 環(huán)境中的 GUI 介面、SIMULINK 仿真環(huán)境來對信號進(jìn)行頻譜分析 。 19 結(jié) 論 14 概述 8 編制回調(diào)程序 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 I 頁 基于 MATLAB 的信號 波形 與 頻譜分析 摘 要 本文 利用 MATLAB 軟件進(jìn)行 信號頻譜分析的 設(shè)計 ， 并通過 GUI 界面 (圖形用戶界面 )實現(xiàn) 信號頻譜分析的 動態(tài)設(shè)計。 1 MATLAB 應(yīng)用軟件簡介 7 SIMULINK 仿真原理 14 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 IV 頁 工具箱功能 15 通風(fēng)機(jī)噪聲信號的采集方法 本文將以美國 Metso Automation MAX 公司的新一代 DCS 產(chǎn)品 MAX1000+plus為例討論如何利用 MATLAB 的仿真軟件包 SIMULINK 中的 SFUNCTION［ 1］ 和MAX1000+plus 系統(tǒng)中讀寫 DPU 參數(shù)的 Software Backplane(軟件背板 )［ 2］ 技 術(shù)實現(xiàn)虛擬 DPU 控制作用與 MATLAB 建立的仿真模型的連接，并用 的 GUI介面來進(jìn)行通風(fēng)機(jī)噪聲頻譜分析。設(shè)離散時域采樣信號為 x（ n） =0,1,… N1 是時域采樣點序號， N 是信號長度。 ：輸入信號通過非線性放大器，放大器的放大特性為 a*x+b*x*x*x。 figure(1)。 ylim([100 120])。)。為了充分利用彩色空間的范圍，選折適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)頻譜值 Base。分真真移可表示為： 1( ) ( )mx n x n N m? ? ? n=0,…N 1, 1N N () GUI 界面設(shè)計實現(xiàn) 動態(tài)數(shù)字調(diào)節(jié)器設(shè)計與仿真軟件的界面。當(dāng)用戶的輸入?yún)?shù)發(fā)生變化時 ,可通過單擊響應(yīng)的單選按鈕 ， 實現(xiàn)顯示結(jié)果的實時刷新與顯示 。它可以遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 處理的系統(tǒng)包括：線性、非線性系統(tǒng)；離散、連續(xù)及混合系統(tǒng)；單任務(wù)、多任務(wù)離散事件系統(tǒng)。 （ 4） 關(guān)閉模型。 復(fù)雜的：確定硬件芯片，加外圍，考慮現(xiàn)場、干擾、編碼等諸多因素，并將整個信號的傳輸過程都仿真出來，如采集端的 DSP，信道里面的傳輸，接受的解碼編碼，最好是用一段具體的聲音來建模，并給出在頻域、時域的圖像 [6]。 在 GUIDE 設(shè)計環(huán)境中 ， 需要用到的工具有屬性編輯器控件布置編輯器菜單編輯器對象瀏覽器網(wǎng)格標(biāo)尺設(shè)置編輯器以及 GUI 應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器等。選擇 GUIDE 主菜單中的 Tools/GUIOptions 即可打開 GUI 應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器。 至此完成了主界面的設(shè)計 ， 運行后 MATLAB 將把該圖形界面保存于文件 和 中 ， 其中 ， 圖形文件將保存 GUI 面板以及相應(yīng)控件菜單設(shè)計 ，遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 M 文件則保存程序代碼。當(dāng)采用窗函數(shù)設(shè)計時，通帶截止頻率處的幅值衰減固定為 6db，所以不必定義。 在設(shè)計過程中，可以對比濾波器幅頻相頻特性和設(shè)計要求，隨時調(diào)整參數(shù)和濾波器類型，以便得到最佳效果。 %使用標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)的加窗設(shè)計函數(shù) fir1 freqz(h,1,512)。 MATLAB 信號處理工具箱 介紹 及功能 工具箱介紹 MATLAB 有三十多個工具箱大致可分為兩類 :功能型工具箱和領(lǐng)域型工具箱 ［ 7］ 。工具箱還可提供圖形用戶界面工具 ,可以交互地完成很多信號處理的功能。該輸出插孔輸出的電壓信號為 4 伏有效值 ,整個放大器的失真度小于 %,完全可以將該電壓信號接入數(shù)據(jù)采集板 ， 利用計算機(jī)進(jìn)行噪聲信號的采集與分析處理。 頻域分析側(cè)重于 了解信號的頻率組成 ,功率譜分析方法則是從功率的角度了解信號的頻率組成 。 由于工業(yè)現(xiàn)場存在其它噪聲的干擾 ,在對現(xiàn)場采集到的通風(fēng)機(jī)噪聲信號進(jìn)行功率譜分析之前 ， 可以利用 MATLAB 提供的數(shù)字濾波器對采集信號進(jìn)行濾波 ， 除干擾噪聲 MATLAB 中數(shù)字濾波函數(shù) filter 最常用的調(diào)用格式為 ： Y=filter(b， a， x) () 式中 ,參數(shù) x 是被濾波的信號序列 ， 向量 a 和 b 用來定義數(shù)字濾波器的系數(shù) ， 由所選擇的濾波器種類確定 。 c=fscanf(fid,.%g.,[2inf])。 yy=filter(b,a,y)。 axis([60,15200,80,0])。 它在數(shù)字信號處理中的離散時間信號的波形和頻譜進(jìn)行分析的應(yīng)用也顯得日趨重要。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 致 謝 經(jīng)過幾個月的忙碌和學(xué)習(xí)，畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。 再次感謝所有幫助 過 、支持過我的老師和同學(xué)們 ! 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 參考文獻(xiàn) [1] 張志涌 、 徐彥琴 . 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