【正文】 g professional tool kits and tool kits control, signal processing tool kit, munications tool kits and so are such. MATLAB 名稱源自 Matrix Laboratory ， 它是一種科學(xué)計算軟件 ， 專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。周 老師平日里工作繁多 ，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 、圖像、聲音、動畫等表述計算結(jié)果 。 試 驗結(jié)果還表明 ， 通過改變蝸殼型線可以有效地降低該風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)噪聲從頻譜圖中可以看出在相同運行條件下 ， 不同型線蝸殼的旋轉(zhuǎn)噪聲峰值相差約 7dB， 且諧頻峰值也明顯不同。 holdon。 y1=c1(:,2)。 采樣頻率為 32021Hz,采樣點數(shù)為10000 點 ， 采集的數(shù)據(jù)文件以普通的文本格式保存 ， 試驗中使用的數(shù)據(jù)采集卡型號是 PCI9118HG， 在 MATLAB 的 M 文件編輯器中編寫以下程序 ,對采集到的通風(fēng)機噪聲信號進行頻譜分析 。提高周期圖法分析效果的一種方法是對采樣數(shù)據(jù)分段使用非矩形窗函數(shù) ,這就是 PSD 分析的 Welch 方法。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 將計算機采集到的噪聲信號的離散時間序列電壓值保存為一般的文本文件 ， 就可以利用 MATLAB 來進行噪聲信號的頻譜分析了。數(shù)據(jù) 采集板的作用是把模擬電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號 ,以 便于計算機進行信號的采集與處理 ［ 8］ 。 工具箱 功能 1)通訊工具箱 功能： 令提供 100 多個函數(shù)和 150 多個 SIMULINK 模塊用于通訊系統(tǒng)的仿真和分析可由結(jié)構(gòu)圖直接生成可應(yīng)用的 C 語言源代碼。 為了有效地進行通風(fēng)機噪聲控制 ,通風(fēng)機生產(chǎn)廠家或用戶經(jīng)常需要對具體的通風(fēng)機進行空氣動力噪 聲特性的測量和分析 ， 特別是對風(fēng)機噪聲頻譜的細致分析 但是 ,由于專業(yè)的頻譜分析儀器價格昂貴 ， 目前我國的一般中小型風(fēng)機生產(chǎn)企業(yè)所具有的噪聲測試儀器通常是一般的聲級計 ， 只能進行一些簡單的聲級測量和噪聲頻譜的粗略估計 ， 還不具備對風(fēng)機噪聲頻譜進行細致分析的能力。 w2=2*pi*fc2/fs。設(shè)置完以后點擊 Design Filter 即可得到所設(shè)計的 FIR 濾波器。采用窗函數(shù)設(shè)計濾波器時，由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定的，所以只需要定義通帶截止頻率，而不必定義阻帶參數(shù)。 控件的回調(diào)程序 若要編制某一控件的回調(diào)程序 ,用右鍵單擊該控件 ,在彈出菜單中點擊 ViewCallbacks,然后從子菜單中選擇一種激活回調(diào)程序的方式 ， 就可以編制回調(diào)程序了 ， 如 Callback 指單擊控件時激活回調(diào)程序完成一定的功能菜單的回調(diào)程序在菜單編輯器的 Callbacks 文本框中給出。 (5)網(wǎng)格標(biāo)尺設(shè)置編輯器 (GridandRulers) 通過網(wǎng)格標(biāo)尺設(shè)置編輯器 ， 可以在 GUI 面板中添加網(wǎng)格以及標(biāo)尺 ,來方便用戶的界面設(shè)計。 圖形用戶界面 GUI(GraphicsUserInterface)是由各種圖形對象 ， 如圖形窗口 ， 圖軸 ， 菜單 ， 按鈕 ， 文本框等構(gòu)建的用戶界面 ,是人機交流信息的工具和方法 ,在該界面內(nèi) ， 用戶可以根據(jù)界面提示完成整個工程 ， 卻不必去了解工程內(nèi)部是如何 工作的GUI 設(shè)計即可以基本的 MATLAB 程序設(shè)計為主 ,也可以鼠標(biāo)為主利用 GUIDE 工具進行設(shè)計。同時有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于 SIMULINK。 opensysten 命令用來打開邏輯模型，在 SIMULINK 模型窗口顯示該模型。其實在該區(qū)域還可根據(jù)用戶要求加入其他圖形控件 ， 如色彩選擇器、線形控制器等等 ，但就實現(xiàn)方式來講是完全一致的。 圖 菜單內(nèi)容 (2)圖形區(qū) ： 用 于顯示各計算機控制系統(tǒng)的動態(tài)仿真曲線 ， 以及各系統(tǒng)的比較曲線 。所以， sf 在不變的前提下，增加N 將使頻譜圖的分辨率提高或相鄰 k 值之間所代表的頻帶寬度變小，這就使得頻譜趨向于窄帶頻譜，相反，則趨向于寬帶頻譜。 對 |X(m,k)|的值實施偽彩色映射，可得到偽彩色的動態(tài)頻譜圖，以獲得更好的分辨率和視覺效果，并增強頻譜圖的可讀性性。)。 a*x+b*x*x*x fftmov1=20*log10(abs(fft(ss)))。 f1=1400。由 20log10(|X(m,k)|)就是以 dB 表示的動態(tài)頻譜。可見 , 0()xkw 是離散頻率的復(fù)函數(shù)，可表示為： 0()00( ) | ( ) | i k wX k w X k w e ?? () （ 2） 連續(xù)非周期函數(shù) 對于連續(xù)非周期信號，也可通過連續(xù)時間傅立葉變換（ CTFT），從上式中求得一個頻率函數(shù) X（ W），在頻域?qū)π盘栠M行分析，即 ( ) ( ) jwtx w x t e d t? ???? ? () （ 3） 離散周期信號 對于離散周期信號，從離散傅立葉級數(shù)展開式中可以求得傅立葉系數(shù) 0()xk? ，如下式所示，即： 010 01( ) ( )N jk nnx k x n eN ? ????? ? () （ 4） 離散非周期信號 對于離散周期信號。一般來說，用戶可以在極短的時間內(nèi)掌握MATLAB 解決簡單的問題，由 于 MATLAB 的這些特點，它現(xiàn)在已經(jīng)成為科研工作和工作仿真的高級助手。 12 第 3 章 GUI 界面下噪聲信號的頻譜分析與實現(xiàn) 6 SIMULINK 模型與文件 5 SIMULINK 4 寬帶頻譜圖與窄帶頻譜圖 I Abstract 基于 GUIDE 技術(shù) 制作 的 圖形用戶 界面，具有 友好 性， 開放性，方便 科研人員 不斷地研究和擴充。并利用 MATLAB 內(nèi)嵌的 Simulink 模塊 ， 實現(xiàn)系統(tǒng)的 信號頻譜分析 ， 滿足不同用戶的不同要求。 3 頻譜分析與顯示原理 3 偽彩色編碼的動態(tài)頻譜圖顯 示 8 引言 8 GUIDE 10 主界面 11 帶通濾波器 設(shè)計實例 24 附錄 A 27 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 第 1 章 緒論 MATLAB 應(yīng)用軟件 簡介 MATLAB 是一種功能強大的科學(xué)計算和工程仿真軟件，它的交互式集成界面能夠幫助用戶快速地完成數(shù)值分析、矩陣運算、數(shù)字信號處理、仿真建模、系統(tǒng)控制和優(yōu)化等功能。形狀不同的周期信號其區(qū)別在于它們各自不同基本頻率、不同諧波的幅度和相位的正弦信號組合而成。此時 ()mxn表示成 x mx (n),n=0,1,…,N 1， m 是楨的序號， n是楨的同步的時間序號， N 則是一楨內(nèi)的采樣點數(shù)（楨長）。 fs=6400000。 a3=。 grid on。輸出信號頻譜 39。以 C={c(m,k)}表示 彩色值矩陣，由 |X（ m,k） |到 c (m,k)的映射的數(shù)學(xué)表示如下： ( , )( , ) [ ( ( , ) ( , ) ) ]B m k B a s ec m k M a s B M K m k B a s e?? ?? （ ） 其中 | ( , ) |, | ( , ) |( , ), | ( , ) |x m k x m k B a s ec m k B a s e x m k B a s e???? ????? （ ） 寬帶頻譜圖與窄帶頻譜圖 根據(jù) DFT 分析原理，頻譜的頻域分辨力是指離散的頻率的頻率間隔，也即 X( )中相鄰的 k 值之間所代表的頻率間隔 0f 。隱含了 Matlab 自帶的所有基本菜單 (將figure 對象的 “MenuBar”屬性設(shè)置為 “None”)， 添加了 file、 tool、 system、最小拍、大林算法、 Simulink、 help7 個菜單。在使用該軟件時 ,第一步便是按下 “參數(shù)輸入 ”按鈕 ， 進行系統(tǒng)設(shè)置 ,否則將給出錯信息 。 （ 1） 創(chuàng)建新模型。 SIMULINK 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模 仿真和綜合分析的集成環(huán)境。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 第 2 章 MATLAB 工具箱的概述及 GUI 界面的簡介 引 言 MATLAB 是由 MathWorks 公司于 1984 年推出的數(shù)學(xué)軟件 ， 早期以矩陣運算為主 ,但隨著科學(xué)可視化的需求日增 ， MATLAB 在第 4 版推出了句柄圖形 ， 自此之后 ，所有的 Demos 都包含友好的圖形用戶界面 ， MATLAB 的圖形界面設(shè)計功能也日益完善如今 ， MATLAB 已成為集數(shù)值計算功能符號運算功能和圖形處理功能為一身的超級科學(xué)計算語言 ， 滿足了不同領(lǐng)域用戶的需求。 (2)控件布置編輯器 (AlignmentObjects) 在編輯 CUI 過程中 ， 通過控 件布置編輯器可以方便地設(shè)置面板上 GUI 控件的布局選中需要對齊的對象 ， 然后選擇工具條上的控件布置按鈕 ， 即可打開控件布置編輯器在控件布置編輯器中可以設(shè)置 GUI 控件水平以及垂直布局 ， 包括對齊方式以及控件間距等。 如按鈕，單選按鈕，復(fù)選框，文本框等 。 基于 MATLAB 信號處理工具箱的數(shù)字濾波器設(shè)計與仿真 階數(shù)（ N 階濾波器， Specify Order＝ N1） ，如果選擇 Minimum Order 則 MATLAB根據(jù)所選擇的濾波器類型自動使用最小階數(shù)。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 圖 濾波器幅頻響應(yīng) 帶通濾波器 設(shè)計實例 本文將以一個 FIR 濾波器的設(shè)計為例來說明如何使用 MATLAB設(shè)計數(shù)字濾波器：在小電流接地系統(tǒng)中注入 的正弦信號，對其進行跟蹤分析，要求設(shè)計一帶通數(shù)字濾波器，濾除工頻及整次諧波，以便在非常復(fù)雜的信號中分離出該注入信號。 程序設(shè)計法 在 MATLAB 中，對各種濾波器的設(shè)計都有相應(yīng)的計算振幅響應(yīng)的函數(shù) ， 可以用來做濾波器的程序設(shè)計。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 第 3 章 GUI 界面下噪聲信號的頻譜分析與實現(xiàn) 介紹了通風(fēng)噪聲頻譜分析的一種簡單方法，此方法以普通聲級計為一次儀表獲得通風(fēng)機空氣動力噪聲信號，用計算機進行信號采集，用數(shù)值分析軟件 MATLAB進行頻譜分析。 領(lǐng)域型工具箱 ： 是專業(yè)性很強的。 通風(fēng)機噪聲信號的采集方法 利用計算機進行風(fēng)機噪聲頻譜分析的前提 ,是把由傳聲器收集到的噪聲的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號存入計算機 ,這一過程稱為噪聲信號的計算機采集。 采樣是把連續(xù)時間信號變成離散時間序列的過程。 PSD 分析的方法很多 ,基本可以分為參數(shù)化和非參數(shù)化兩種。 巴特沃思濾波器 butter 函數(shù)常用的調(diào)用格式為 [b， a]=butter(n， Wn， ftype.) () 式中 ,參數(shù) n 指 定濾波器的階數(shù) 。 fclose=(fid) ； 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 fid1=fopen(.9 19 10k .)。 %用 Welch 方法對噪聲信號進行頻譜分析 [pxx,f]=pwelch(yy,2048,32021,hanning(512),0)。 試驗中被測風(fēng)機的葉片數(shù) Z 為 12， 轉(zhuǎn)速 n=2950r/min。 最終 實現(xiàn)了對特定噪聲信號的頻譜分析。 如果沒有指導(dǎo)教師的的督促指導(dǎo)，想要完成這個 設(shè)計師很難想象的。 它將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的