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《正弦掃頻信號幅值及相位的提取》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、正弦掃頻信號幅值及相位的提取(1)正弦振動控制系統(tǒng)提供輸入的掃頻信號，對于對數(shù)掃頻，，其中Sr為對數(shù)掃描率，若頻響函數(shù)為則系統(tǒng)輸出為。???測量系統(tǒng)中可得到Calo信號及響應信號，通過對二者進行數(shù)據(jù)處理，可得到頻域下的響應。不知道LMS的信號采集軟件是如何提取頻域響應的，個人認為軟件計算速度有限，LMS應該是通過硬件實現(xiàn)的。下面我提供幾種方法并進行比較。???算例對于Calo信號，頻響函數(shù)為，其中，信號采樣率為1000次/秒，圖1給出了時域下的響應信號。圖1?時域下的響應信號?正弦掃頻信號幅值及相位的提取(2)14方法1?分段FFT???在[f,f+df]區(qū)間內(nèi)對Ca
2、lo信號、響應信號進行FFT變換，二者在頻率f處的譜值比即為頻響函數(shù)在f處的值。此方法的缺陷是由于信號采樣率為1000Hz，而[f,f+df]的區(qū)間很窄，在此區(qū)間下時域的點不會很多，因而FFT的頻率分辨率不高。??對于沒有相位差的掃頻信號，此方法能較好的提取幅值。圖2給出了使用此方法提取的幅值與理論結果比較，由圖中可以看出二者基本吻合。?圖2?使用分段FFT提取的頻域幅值???對于有相位差的掃頻信號，則要對結果進行光滑處理，Matlab的smooth函數(shù)提供了這一功能。圖3給出了有相位差時分段FFT提取的幅值與相位同理論結果的比較，從圖中可以看出在頻域峰值處分段FFT
3、比理論值大，在其余頻段二者吻合較好。14?圖3?使用分段FFT提取的頻域幅值、相位??????下面給出了實現(xiàn)分段FFT提取掃頻信號的頻域幅值、相位的Matlab代碼。----------------------------------------------------------------------%Decomposetheamplitudeandphasefromthesweepsignal%Localfftandsmoothareemployed.f1=5;?%theinitialfreqs=4;??%sweepratefr=50;%Resonantfreq
4、af=[];%amplitudepf=[];%phasek1=0.02;%dampingratiodf=0.01;%freqintervalforfa=40:df:60???t1=60/s*log2(fa/f1);???t2=60/s*log2((fa+df)/f1);???ta=t1:0.001:t2;???14N=length(ta);???ft=f1*2.^(s/60*ta);???A1=sin(2*pi*ft.*ta);???lamb=ft/fr;???B1=1./(1-lamb.^2+j*2*k1*lamb);%transferfunction???A2=a
5、bs(B1).*sin(2*pi*ft.*ta+angle(B1));???ffreq=exp(-j*2*pi*(fa-400)*ta);?%freqshiftfortimedomain???spa=fft(ffreq.*A1);???spb=fft(ffreq.*A2);???spr=abs(spb./spa);???spp=angle(spb./spa);???k=ceil(N*0.001*400);???af=[af,spr(k+1)];???pf=[pf,spp(k+1)];endaf=smooth(af,7);pf=smooth(pf,7);?%Keytri
6、ckfa=40:df:60;lamb=fa/fr;bf=abs(1./(1-lamb.^2+j*2*k1*lamb));subplot(2,1,1);plot(fa,af,'r-',fa,bf,'b-.');legend('NumericResult','TheoreticResult');title('AmplitudeofSweepSignal');xlabel('f');ylabel('A(f)');subplot(2,1,2);bpf=angle(1./(1-lamb.^2+j*2*k1*lamb));plot(fa,180/pi*pf,'r-',fa,180
7、/pi*bpf,'b-.');legend('NumericResult','TheoreticResult');title('PhaseofSweep14Signal');xlabel('f');ylabel('Psi(f)');-----------------------------------------------------------------------???分段FFT提取方法計算速度一般，不會出現(xiàn)異常而中止，計算精度基本也能保證。正弦掃頻信號幅值及相位的提取(3)方法2?分段曲線擬合???在[f,f+df]區(qū)間內(nèi)，假定A，ψ不變
