误差理论实验报告3

1、误差理论与数据处理实验报告实验名称：动态测试数据处理初步实验目的动态数据是动态测试研究的重要内容。通过本实验要求学生掌 握有关动态数据分析。评价的基本方法，为后续课程做好准备。实验原理实验内容和结果1. 程序及流程1. 认识确定性信号及其傅立叶频谱之间的关系1. 用 matlab 编程画出周期方波信号及其傅立叶频谱，并说明其 傅立叶频谱的特点。>> fs=30;>> T=1/fs;>> t=0:T:2*pi;>> A=2;P=4;>> y=A*square(P*t);>> subplot(2,1,1),plot(t,y)

2、>> title(' 方波信号 ') >> Fy=abs(fft(y,512);>> f2=fs*(0:256)/512;>> subplot(2,1,2),plot(f2,Fy(1:257) >> title(' 频谱图 ');>> set(gcf,'unit','normalized','position',0 0 1 1);>> set(gca,'xtick',0:0.6:8);>> axis(0,

3、8,0 300);2.用matlab边城画出矩形窗信号的宽度分别为 T=1和T=5两种情况下的时域波形图及其频谱，并分析时域与频域的变化关系。wlp = 0.35* pi; whp = 0.65* pi; wc = wl p/p i,wh pIwindow1= boxcar (1);win dow2=boxcar(5); h1,w=freqz(wi ndow1,1);| h2,w=freqz(window2,5); sub plot(411); stem(wi ndow1);axis(O 60 0 1.2);titleC矩形窗函数(T=1)');sub plot(413); stem(

4、wi ndow2);axis(0 60 0 1.2);grid; Ixlabel('n'); |title('矩形窗函数(T=5)');sub pl ot(412);plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1);xlabeK'w/ pi'); ylabel('幅度(dB)');title('矩形窗函数的频谱(T=1)');sub plot(414);plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(5);axis(0 1 -350 0);grid; I'xlabel(&

5、#39;w/ pi'); ylabel('幅度(dB)'); title('矩形窗函数的频谱(T=5)');2. 认识平稳随机过程自相关函数及其功率谱之间的关系已知某随机过程x(t)的相关函数为：Rx(t)= e-a| Tcos 3 T画出下 列两种情况下的自相关函数和功率谱函数。1.取 a= 1, 30 = 2 n?10 ;2.取 a = 5, 30=2 n? 10 ;程序：>> t=0:0.01:1;y1=1.71828A(-t).*cos(20.* pi.*t);sub plot(221) plot(t,y1);title('(

6、1)自相关函数') hold on y2=1.71828A(-5*t).*cos(20.* pi.*t);sub pl ot(222) plot(t,y2);title('(2)自相关函数') sub plot(2,2,3);p welch(y1,33,32,500);title('(1)概率密度函数') sub plot(2,2,4);p welch(y2,33,32,500);title('(2)概率密度函数')3.求随机过程的均值、方差和自相关函数在线纹比长仪上对0-1000mm线纹尺测量六次，所的各段长度对公称值偏差？如下表(个尺

7、寸段单位：mm表中偏差值单位：um :序尺寸段号0-1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000-8000-9000-100010.180.340.631.201.512.022.222.622.542.6420.300.380.701.261.552.102.262.662.562.6630.300.420.761.221.522.012.162.692.602.6740.250.340.691.221.541.962.222.722.642.6650.300.380.731.301.582.032.282.712.692.7160.330.440.761.281.6

8、02.082.312.782.702.811.编程画出6此实验曲线(散点图或折线图)；>> 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=0.25 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 2.2

9、8 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 1000 plot(t,X1) hold on plot(t,X2) hold on plot(t,X3) hold on plot(t,X4) hold on plot(t,X5) hold on plot(t,X6)title('曲线 ')xlabel('尺寸段 ')ylabel('偏差值 ')2. 编程求出并画出其均值函数曲线

10、；>> 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=0.25 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.

11、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+X6/6 plot(t,Y) title(' 均值函数曲线 ') xlabel(' 尺寸段 ') ylabel(' 偏差值 ')3. 编程求出各测量点上的标准偏差4.编程求出各测量点间的相关系数并据此分析该随机过程的统计特征。2.实验结果（数据或图表）泗350300佃100=11' . 1111111r11T1Q1J£e、肓祝（5号-3,aQE 1.? t

12、D 7fl丄 L="-丄 -k5 1E后 R 7? ?R矩形Sffl数g）D150口2030406060矩形窗ffl数的频谙尸1）fll d150口204060600.30.40.50.60.70.30.9Vwc/pi矩形窗a数1二5)30n矩形窗的数的频谙IT二可0.30.40.50.60.70.30.9我卩I1?3(2)自相关函数自相关函数05o5 0 5 1o 40.5(2)祗率密度函数50100 160200250Frequency (Hz) - 片 O 000 a 4 6 8 (z 工/gp) JbsnbalJ/Jagd槪率密度函数50100150200Frequency (Hz) 、 o o o o o o 2 4 6 8 -(7工、8P) AouonbalJ/avsod200300400500600尺寸段0.52157008009001000100尺寸段3. 结果分析四、心得体会思考：什么是平稳随机信号和非平稳随机信号？分别 举例说明。平稳随机信号：平稳信号分严平稳和宽平稳，严平稳的条件在信号处 理中太严格，不实用，一般所说的平稳是指宽平稳，满足三个条件：1均值为与时间无关的常数，2.均方有界，3.自相关函数与信号时间的起 始点无关，只和时间差有关。宽平稳信号的方差和均方也是与时间无关 的。非平稳随机信号：非平稳信号是指分布参数