誤差理論實驗報告3

1、誤差理論與數(shù)據(jù)處理實驗報告實驗名稱：動態(tài)測試數(shù)據(jù)處理初步一、實驗?zāi)康膭討B(tài)數(shù)據(jù)是動態(tài)測試研究的重要容。通過木實驗要求學生掌握 有關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)分析。評價的基木方法，為后續(xù)課程做好準備。二、實驗原理三、實驗容和結(jié)果1. 程序及流程1. 認識確定性信號及其傅立葉頻譜之間的關(guān)系1. 用mat lab編程畫岀周期方波信號及其傅立葉頻譜，并說明其 傅立葉頻譜的特點。 fs=30; T= 1/fs; t=0:T:2*pi; A=2;P=4; y=A*square(P*t); subplot(2z 1,l),plot(t,y) title(方波信號) Fy=abs(fft(y,512); f2=fs*(0:256

2、)/512; subplot(2,l,2),plot(f2,Fy(l:257) title(瀕譜圖)； setCgcf/unif/normalized/positlonO 0 1 1); set(gca/xtick,0:0.6:8); axis(0,8z0 300);2.用mat lab邊城畫出矩形窗信號的寬度分別為T=1和T=5兩種 情況下的時域波形圖及其頻譜，并分析時域與頻域的變化關(guān)系。wlp = 0.35*pi;whp = 0.65*pi;wc = wlp/pi,whp/pi;windowl = boxcar(1);window2=boxcar(5);hi ,w=freqz(window

3、1,1);h2,w=freqz(window2,5);subplot(411);stem(windowl);axis(0 60 0 1.2);titled矩形窗函數(shù)(T=1；subplot(413);stem(window2);axis(0 60 0 1.2);grid;xlabelfn1);titled矩形窗函數(shù)(T=5； subplot(412);plot(w/pi,20*log(abs(h 1 )/abs(h 1 (1);xlabelCw/pi)；ylabel(幅度(dB);title。矩形窗函數(shù)的頻i(T=1D;subplot(414);plot(w/pi,20*log(abs(h2)

4、/abs(h2(5);axis(0 1 -350 0);grid;xlabelfw/pi1)；ylabel(幅度(dB 門；title(矩形窗函數(shù)的頻譜(T=5);2. 認識平穩(wěn)隨機過程自相關(guān)函數(shù)及其功率譜之間的關(guān)系已知某隨機過程x(t)的相關(guān)函數(shù)為：Rx(t)=e-a|x|cosu)oT,畫岀下 列兩種情況下的自相關(guān)函數(shù)和功率譜函數(shù)。1. 取a =1, coo = 2tc 10；2. 取a = 5, a)o = 2tt 10；程序: t=0:0.01：l;yl=1.71828.Asubplot(221)plot(t,yl);title。自相關(guān)函數(shù)Jhold ony2=1.71828.A(-5

5、*t) *cos(20*pi.*t);subplot(222)plot(t,y2);title(自相關(guān)函數(shù))subplot(2z2z3);pwelch(yl,33,32,z500);title(概率密度函數(shù))subplot(2,2,4);pwelch(y2/33,32,/500);title(概率密度函數(shù)J3求隨機過程的均值、方差和自相關(guān)函數(shù)在線紋比長儀上對0-1000mm線紋尺測量六次，所的各段長度對公 稱值偏差如下表（個尺寸段單位：mm,表中偏差值單位：um）:序 號尺寸段0-1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000-8000-9000-100010. 180.

6、 340. 631.201. 512. 022. 222.622. 542. 6420. 300. 380. 701.261.552. 102. 262. 662. 562. 6630. 300. 420. 761.221.522.012. 162. 692.602. 6740. 250. 340. 691.221.541.962. 222. 722.642. 6650. 300. 380. 731.301.582. 032. 282. 712.692.7160. 330. 440. 761.281.602. 082.312. 782. 702.811.編程畫岀6此實驗曲歲E （散點圖或折E圖

7、）； Xl=0180.340.63 1.201512.02 2.22 2.62254264X2= 0300.380.701261552.10226266256266;X3=0300.420.671221522.01216269260267;X4=0250.340.691221541.969.999 7夕964966;X5=0.30 0.38 0.73 1.30 1.58 2.03 2.28 2.71 2.69 2.71;X6=033 0.44 0.76 1.28 1.60 2.08 2.31 2.78 2.70 2.81; t=100 200 300 400 500 600 700 800 9

8、00 1000plot (t,XI)hold onplot (t,X2)hold onplot(t,X3)hold onplot (t,X4)hold onplot (t,X5)hold onplot (t,X6)titled 曲線 1 )xlabel ( 1 尺寸段)ylabel (，偏差值，)2. 編程求出并畫岀其均值函數(shù)曲線； Xl=0.18 0.34 0.63 1.20 1.51 2.02 2.22 2.62 2.54 2.64;X2=0.30 0.380.701.261.55 2.10 2.26 2.662.562.66;X3=0.30 0.420.671.221.52 2.01 2

9、.16 2.692.602.67;X4=0.25 0.340.691.221.54 1.96 2.22 2.722.642.66;X5=0.30 0.380.731.301.58 2.03 2.28 2.712.692.71;X6=0.33 0.440.761.281.60 2.08 2.31 2.782.702.81;t=100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000Y=Xl+X2+X3+X4+X5+X6/6plot(t,Y)title(均值函數(shù)曲線)xlabel(尺寸段)ylabel(偏超)3. 編程求出各測量點上的標準偏差4 編程求出各測量點間的相關(guān)系數(shù)

10、并據(jù)此分析該隨機過程的統(tǒng)計特征。2. 實驗結(jié)果(數(shù)據(jù)或圖表)方彼償號矩形窗國數(shù)g)6050403020O60a矩形窗函數(shù)的頻譜(Th)0.10.20.30.40.50.6070.80.91w/pi矩形窗國數(shù)5)o6050403020OLL O50an矩形窗函數(shù)的頻譜(Th)00.10.20.30.40.50.6070.80.91w/piCD自相關(guān)函數(shù)(2)自相關(guān)函數(shù)-100.5-0.5IJ0.511o0.51-0.5U0.5概率密度函數(shù)N工缶 巴&uCDnba=岑odO80-50100150 200250Frequency (Hz)(2)概率密度函數(shù)-20-40-60050100150200250Frequency (Hz)-80曲線1002003004005006007008009001000尺寸段均值函數(shù)曲線尺寸段3. 結(jié)果分析四、心得體會思考：什么是平穩(wěn)隨機信號和非平穩(wěn)隨機信號？分別 舉例說明。平穩(wěn)隨機信號：平穩(wěn)信號分嚴平穩(wěn)和寬平穩(wěn)，嚴平穩(wěn)的條件在信號處 理中太嚴格，不實用,般所說的平穩(wěn)是指寬平穩(wěn)，滿足三個條件:1.均值為與時間無關(guān)的常數(shù),2.均方有界，3.自相關(guān)函數(shù)與信號時間的起 始點無關(guān)，只和時間差有關(guān)。寬平穩(wěn)信號的方差和均方也是與時間無關(guān) 的。平穩(wěn)隨機信號:非平穩(wěn)信號是指分布參數(shù)或者分布律隨時間發(fā)生變化的 信號。平穩(wěn)和非平穩(wěn)都是針對隨機信號說