Simulink下的頻譜分析方法及matlab的FFT編程

1、Simulink下的頻譜分析方法實現(xiàn)功能： 信號發(fā)生器一個信號輸入，實時顯示其頻譜分析 調(diào)用模塊： 信號源（Signal Processing Blockset -> Signal Processing Sources -> Sine Wave） Tip 1：不能用連續(xù)的信號源 頻譜觀察窗（Signal Processing Blockset -> Signal Processing Sources -> Spectrum Scope） Tip 2: 不能用普通的觀察窗 Tip 3：必須構(gòu)上設(shè)置中的Buffer input. Buffer size 越大越精細(xì)。 Tip

2、 4: 剩下的tips讀幫助。 連接關(guān)系： 如下圖所示     原理框圖實驗結(jié)果： 輸出示意圖 實現(xiàn)功能： 從Workspace讀取一組數(shù)，進(jìn)行頻譜分析 調(diào)用模塊： From Workspace Tip 1: 采樣時間不能用0，即必須使用離散模式 Tip 2: 從其他模型中Scope保存出來的“Structure with time”的數(shù)據(jù)可以直接用 頻譜觀察窗（同上一功能） 實現(xiàn)功能： 從dSPACE讀取一組數(shù)，進(jìn)行頻譜分析 實現(xiàn)方法： 1. 從dSPACE讀數(shù)保存成文件，數(shù)據(jù)導(dǎo)入Workspace（過程略） 2. 采用從其他模型的Scope保存數(shù)據(jù)為

3、“Structure with time”的方式構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)變量ScopeData1 3. 使用以下代碼將dSPACE數(shù)據(jù)dscapture拷貝到結(jié)構(gòu)變量ScopeData1中 % ScopeData1.time=0:0.0001:1.9156; %純粹為占位，19157為dSPACE保存數(shù)據(jù)長度 for i=1:19157     ScopeData1.signals.values(:,:,i)=dscapture.Y.Data(i); end % 4. 采用下圖中的模型進(jìn)行頻譜分析 實驗結(jié)果：     通過以上

4、方法對單軸壓電加速度傳感器進(jìn)行靈敏度分析，下圖分別為采用dSPACE和直接利用示波器分析的結(jié)果對比。 結(jié)果分析： 波形吻合，采用dSPACE測試時噪聲的分貝減小了25dB。 在310Hz、370Hz和410Hz出現(xiàn)異常尖峰Matlab編程實現(xiàn)FFT實踐及頻譜分析內(nèi)容1用Matlab產(chǎn)生正弦波,矩形波,以及白噪聲信號，并顯示各自時域波形圖2進(jìn)行FFT變換，顯示各自頻譜圖，其中采樣率，頻率、數(shù)據(jù)長度自選3做出上述三種信號的均方根圖譜,功率圖譜,以及對數(shù)均方根圖譜4用IFFT傅立葉反變換恢復(fù)信號，并顯示恢復(fù)的正弦信號時域波形圖源程序%*%       

5、;                       FFT實踐及頻譜分析                          %*%*%*1.正弦波*%fs=100;%設(shè)定采樣頻率N=128;n=0:N-1;t=n/fs;f0=10;%設(shè)定正弦信號頻率%生成正弦信號x=sin

6、(2*pi*f0*t);figure(1);subplot(231);plot(t,x);%作正弦信號的時域波形xlabel('t');ylabel('y');title('正弦信號y=2*pi*10t時域波形');grid;%進(jìn)行FFT變換并做頻譜圖y=fft(x,N);%進(jìn)行fft變換mag=abs(y);%求幅值f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);%進(jìn)行對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換figure(1);subplot(232);plot(f,mag);%做頻譜圖axis(0,100,0,80);%控制矩陣橫軸縱軸范圍，a

7、xisxmin xmax ymin ymaxxlabel('頻率(Hz)');ylabel('幅值');title('正弦信號y=2*pi*10t幅頻譜圖N=128');grid;%求均方根譜sq=abs(y);figure(1);subplot(233);plot(f,sq);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('均方根譜');title('正弦信號y=2*pi*10t均方根譜');grid;%求功率譜power=sq.2;figure(1);subplot(234);plot(f,p

8、ower);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜');title('正弦信號y=2*pi*10t功率譜');grid;%求對數(shù)譜ln=log(sq);figure(1);subplot(235);plot(f,ln);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('對數(shù)譜');title('正弦信號y=2*pi*10t對數(shù)譜');grid;%用IFFT恢復(fù)原始信號xifft=ifft(y);magx=real(xifft);ti=0:length(xifft)-1/fs;fig

9、ure(1);subplot(236);plot(ti,magx);xlabel('t');ylabel('y');title('通過IFFT轉(zhuǎn)換的正弦信號波形');grid;%*2.矩形波*%fs=10;%設(shè)定采樣頻率t=-5:0.1:5;x=rectpuls(t,2);x=x(1:99);figure(2);subplot(231);plot(t(1:99),x);%作矩形波的時域波形xlabel('t');ylabel('y');title('矩形波時域波形');grid;%進(jìn)行FFT變換并做

10、頻譜圖y=fft(x);%進(jìn)行fft變換mag=abs(y);%求幅值f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);%進(jìn)行對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換figure(2);subplot(232);plot(f,mag);%做頻譜圖xlabel('頻率(Hz)');ylabel('幅值');title('矩形波幅頻譜圖');grid;%求均方根譜sq=abs(y);figure(2);subplot(233);plot(f,sq);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('均方根譜');title

11、('矩形波均方根譜');grid;%求功率譜power=sq.2;figure(2);subplot(234);plot(f,power);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜');title('矩形波功率譜');grid;%求對數(shù)譜ln=log(sq);figure(2);subplot(235);plot(f,ln);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('對數(shù)譜');title('矩形波對數(shù)譜');grid;%用IFFT恢復(fù)原始信號xifft=if

12、ft(y);magx=real(xifft);ti=0:length(xifft)-1/fs;figure(2);subplot(236);plot(ti,magx);xlabel('t');ylabel('y');title('通過IFFT轉(zhuǎn)換的矩形波波形');grid;%*3.白噪聲*%fs=10;%設(shè)定采樣頻率t=-5:0.1:5;x=zeros(1,100);x(50)=100000;figure(3);subplot(231);plot(t(1:100),x);%作白噪聲的時域波形xlabel('t');ylabel(&

13、#39;y');title('白噪聲時域波形');grid;%進(jìn)行FFT變換并做頻譜圖y=fft(x);%進(jìn)行fft變換mag=abs(y);%求幅值f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);%進(jìn)行對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換figure(3);subplot(232);plot(f,mag);%做頻譜圖xlabel('頻率(Hz)');ylabel('幅值');title('白噪聲幅頻譜圖');grid;%求均方根譜sq=abs(y);figure(3);subplot(233);plot(f,sq);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('均方根譜');title('白噪聲均方根譜');grid;%求功率譜power=sq.2;figure(3);subplot(234);plot(f,power);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜');title('白噪聲功率譜');grid;%求對數(shù)譜ln=log(sq);figure(3);subplot(235);plot(f,ln);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('