机械测试技术课程设计

机械工程测试与控制技术Ⅱ

项目设计

动态测试信号采集仿真与实例分析

学号xxxx

姓名xxxx

指导老师贾民平

日期 2014年 6月

目录1.信号仿真、采集与分析处理

1.1 项目内容

1.2 项目设计过程

1.2．1 初始信号

1.2．2参数更改一

1.2．3参数更改二

1.2．4参数更改三

1.2．5参数更改四

1.2．6参数更改五

1.3讨论分析

2.基于计算机的声信号采集与分析

2.1项目内容

2.2项目设计过程

2.2．1 程序代码

2.2．2 数据图像

2.3讨论分析

3机械运行数据分析与处理

3.1项目内容

3.2 项目设计过程

3.2．1 程序代码

3.2．2 数据图像

3.3讨论分析

动态测试信号采集仿真与实例分析

xxxxx xxxx

指导教师贾民平

摘要：本项目设计围绕课程讲授的动态信号的采集、分析与处理的基本原理与方法进行，

包括以下三个部分内容：1、信号仿真、采集与分析处理；2、基于计算机的声音信号的采

集与分析；3、机械运行数据分析与处理。运用信号的分析与处理等测试技术相关知识，

借助matlab软件，利用傅里叶变换等手段，对采集信号进行数学处理并做时域和频域分析，了解不同信号的特征，进而分析不同人的声音信号以及转子实验台运行的震动原因等。

关键词：matlab；频谱分析； FFT

Abstract：The project focuses on the basic principles and methods of dynamic signal acquisition, analysis and processing, including the following three parts: 1.signal simulation, acquisition and analysis process; 2. computer-based audio signal acquisition and analysis; 3. the mechanical operation of the data analysis and processing. With the Matlab software and the use of the Fourier transform methods, using the testing technology-related knowledge, such as the signal analysis and processing, the paper makes the mathematical processing of the collected signals and time domain and frequency domain analysis to understand the different characteristics of

the signal. Then is analysis the sound signals of different people and the cause for a rotor vibration test machine.

Key words：matlab; Spectrum Analysis; FFT

1、 信号仿真、采集与分析处理

1.1 项目内容

信号采集过程中一般需要考虑以下几个参数：信号频率、采样频率、采样长度

等，不同参数的数值设定对于信号采集的效果会产生直接影响，为了掌握信号采集过程中这些参数对采集过程及其效果产生的影响，可以通过Matlab 或C 语言对信号采集与分析处理的过程进行仿真分析，具体要求如下：

利用Matlab 或C 语言产生信号x (t )，

)()2sin()2sin()2sin()(333222111t n t f a t f a t f a t x ++++++=ϕπϕπϕπ 其中，Hz f 501=、Hz f 2002=、Hz f 1000`

3= n (t ) 为白噪声，均值为零，方差为0,7； 幅值、相位任意设定； 对上述等式进行DFFT 处理。 讨论：

1） 通过设置不同的采样频率，画出时域波形和傅里叶变换后的幅频谱图，用数据分析验证采样定理。讨论在采样点数一定（2的整数次方）的情况下，如1024点，2048点、4096点，采样频率对信号时域复现、频域分析的影响；

2）采样频率、采样长度（采样点数）与频率分辨率的关系；

3）通过设置不同幅值的信号与噪声，讨论噪声对信号时域分析和频域分析的影响； 4）考虑矩形窗和汉宁窗对频谱的影响。

1.2 项目设计过程

1.2.1 初始信号

给定周期信号：

)()2sin()2sin()2sin()(333222111t n t f a t f a t f a t x ++++++=ϕπϕπϕπ

其中Hz f 501=、Hz f 2002=、Hz f 1000`

3=; n (t ) 为白噪声，均值为零，方差为0,7；

41=a ，52=a 、63=a 、0321===ϕϕϕ； 采样频率Fs=3000Hz ，采样长度N=1024.

程序代码如下：

得到的时域和频域图形为：

矩形窗（一）：

汉宁窗（一）：

1.2.2 参数更改一

采样频率Fs=2000Hz，采样长度N=1024.