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)測試研究的重要內(nèi)容。通過本實驗要求學(xué)生掌握有關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)分析。評價的基本方法，為后續(xù)課程做好準(zhǔn)備。二、 實驗原理三、 實驗內(nèi)容和結(jié)果1. 程序及流程1. 認(rèn)識確定性信號及其傅立葉頻譜之間的關(guān)系1. 用matlab編程畫出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(2,1,1),plot(

2、t,y)>> title('方波信號')>> Fy=abs(fft(y,512);>> f2=fs*(0:256)/512;>> subplot(2,1,2),plot(f2,Fy(1:257)>> title('頻譜圖');>> set(gcf,'unit','normalized','position',0 0 1 1);>> set(gca,'xtick',0:0.6:8);>> axis(0,8,

3、0 300);2. 用matlab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;window1= boxcar(1); window2=boxcar(5);h1,w=freqz(window1,1); h2,w=freqz(window2,5);subplot(411);  stem(window1);axis(0 60 0 1.2); title('矩形窗函數(shù)(

4、T=1)'); subplot(413);  stem(window2);axis(0 60 0 1.2); grid; xlabel('n');  title('矩形窗函數(shù)(T=5)'); subplot(412);    plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1); xlabel('w/pi'); ylabel('幅度(dB)');  

5、title('矩形窗函數(shù)的頻譜(T=1)'); subplot(414);    plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(5); axis(0 1 -350 0); grid; xlabel('w/pi'); ylabel('幅度(dB)');  title('矩形窗函數(shù)的頻譜(T=5)'); 2.認(rèn)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

6、)=e-cos0，畫出下列兩種情況下的自相關(guān)函數(shù)和功率譜函數(shù)。1. 取=1，0=2*10；2. 取=5，0=2*10；程序：>> t=0:0.01:1;y1=1.71828.(-t).*cos(20.*pi.*t);subplot(221)plot(t,y1);title('(1)自相關(guān)函數(shù)')hold ony2=1.71828.(-5*t).*cos(20.*pi.*t);subplot(222)plot(t,y2);title('(2)自相關(guān)函數(shù)')subplot(2,2,3);pwelch(y1,33,32,500);title('(1

7、)概率密度函數(shù)')subplot(2,2,4);pwelch(y2,33,32,500);title('(2)概率密度函數(shù)')3.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0-1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000-8000-9000-10001234560.180.300.300.250.300.330.340.380.420.340.380.440.630.700.760.690.730.761.201.261

8、.221.221.301.281.511.551.521.541.581.602.022.102.011.962.032.082.222.262.162.222.282.312.622.662.692.722.712.782.542.562.602.642.692.702.642.662.672.662.712.811. 編程畫出6此實驗曲線（散點圖或折線圖）；>> X1=0.18 0.34 0.63 1.20 1.51 2.02 2.22 2.62 2.54 2.64;X2=0.30 0.38 0.70 1.26 1.55 2.10 2.26 2.66 2.56 2.66;X3=

9、0.30 0.42 0.67 1.22 1.52 2.01 2.16 2.69 2.60 2.67;X4=0.25 0.34 0.69 1.22 1.54 1.96 2.22 2.72 2.64 2.66;X5=0.30 0.38 0.73 1.30 1.58 2.03 2.28 2.71 2.69 2.71;X6=0.33 0.44 0.76 1.28 1.60 2.08 2.31 2.78 2.70 2.81;t=100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000plot(t,X1)hold onplot(t,X2)hold onplot(t,X3)hold

10、onplot(t,X4)hold onplot(t,X5)hold onplot(t,X6)title('曲線 ')xlabel('尺寸段 ')ylabel('偏差值')2. 編程求出并畫出其均值函數(shù)曲線；>> X1=0.18 0.34 0.63 1.20 1.51 2.02 2.22 2.62 2.54 2.64;X2=0.30 0.38 0.70 1.26 1.55 2.10 2.26 2.66 2.56 2.66;X3=0.30 0.42 0.67 1.22 1.52 2.01 2.16 2.69 2.60 2.67;X4=0.

11、25 0.34 0.69 1.22 1.54 1.96 2.22 2.72 2.64 2.66;X5=0.30 0.38 0.73 1.30 1.58 2.03 2.28 2.71 2.69 2.71;X6=0.33 0.44 0.76 1.28 1.60 2.08 2.31 2.78 2.70 2.81;t=100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000Y=X1+X2+X3+X4+X5+X6/6plot(t,Y)title('均值函數(shù)曲線 ')xlabel('尺寸段 ')ylabel('偏差值')3.編程求出各測量點上的標(biāo)準(zhǔn)偏差4.編程求出各測量點間的相關(guān)系數(shù)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）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(yán)平穩(wěn)和寬平穩(wěn)，嚴(yán)平穩(wěn)的條件在信號處理中太嚴(yán)格，不實用，一般所說的平穩(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。非平穩(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