2023年误差理论实验报告

《误差理论与数据解决》实验报告

实验名称:动态测试数据解决初步

一、实验目的

动态数据是动态测试研究的重要内容。通过本实验规定学生掌

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。

二、实验原理

三、实验内容和结果

1.程序及流程

1.结识拟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=l/fs;

>>t=0:T:2*pi;

>>A=2;P=4;

y=A*square(P*t);

>>subplot(2,l,l),plot(t,y)

»title('方波信号')

>>Fy=abs(fft(y,512));

»f2=fs*(0:256)/512;

>>subplot(2,l,2),plot(f2,Fy(l:257))

»title('^m)；

>>set(gcf,'unit'/normalized','position,,[0011]);

>>set(gca,'xtick',0:0.6:8);

>>axis([0,8,0300]);

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=[wlp/pi,whp/pi];AWindowl=boxcar(1);

window2=boxcar(5);

[hi,w]=freqz(window1,1);

[h2,w]=freqz(window2,5);ASUbplot(411);^stem(wi

ndowl);

axis([O6001.2]);

title('矩形窗函数(T=iy);

subplot(413);

stem(window2);

axis([06001.2]);

grid;AX1abe1('n');

titleC矩形窗函数(T=5),)；Asubplot(412);叩1

ot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1))));

xlabel('w/pi');

y1abeI('幅度(dB),);

title(矩形窗函数的频谱(T=1),);

subplot(414);

plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(5))));

axis([01-3500]);■*grid;—label('w/pi');卬abel(,

幅度(dB)');Zitle(矩形窗函数的频谱(T=5));

2.结识平稳过程自相关函数及其功率谱之间的关系

已知某过程x(t)的相关函数为:Rx(t)=e-aEcoscdoT,画出下

列两种情况下的自相关函数和功率谱函数。

1.取a=l,(o0=2ir*10；

2.取a=5,a)0=2TT*10；

程序：»t=0:0,01:1;

y1=1.71828.A(-t).*cos(20.*pi.*t);

subp1ot(221)

Plot(t,y1);

titleC⑴自相关函数)

holdon

y2=1.71828.A(-5*t).*cos(2O.*pi.*t);

subplot(222)

P1ot(t,y2);

title('(2)自相关函数')

subp1ot(2,2,3);

pwelch(yl,33,32,[],500);

titie('(1)概率密度函数1)

subplot(2,2,4)；

pwelch(y2,33,32,[],500);

title(Q)概率密度函数,)

3.求过程的均值、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(个尺寸段单位：mm,表中偏差值单位：u

m)：

序尺寸段

号0-10-200-300-400-500-600-700-8000-9000-100

000000000

10.10.30.61.201.512.022.222.622.542.64

28431.261.552.102.262.662.52.66

30.300.380.701.221.522.012.162.62.67

40.300.40.761.221.541.962.22692.62.66

50.20.691.301.582.02.282.702.71

6250.30.731.281.6032.322.642.81

0.40.72.0812.712.69

300.3862.782.7

0.30.440

3

1.编程画出6此实验曲线(散点图或折线图)

»Xl=[0.180.340.631.201.512.022.222.622.

542.64];

X2=[0.300.380.701.261.552.102.262.662.5

62.66]；

X3=[0.300.420.671.221.522.012.162.692.6

02.67]；

X4=[0.250.340.691.221.541.962.222.722.64

2.66]；

X5=[0.300.380.731.301.582.032.282.712.692.

71];

X6=[0.330.440.761.281.602.082.312.782.70

2.81];

t=[100200300400500600700800900lOoO]

plOt(t,XI)

holdOn

plot(t,X2)

ho1don

plot(t,X3)

hOIdon

plot(tzX4)

holdon

plot(t,x5)

ho1don

plot(t,X6)

title「曲线')

xlabel（，尺寸段,）

ylabe1(，偏差值)

2.编程求出并画出其均值函数曲线；

»X1=[O.180.340.631.201.512.022.222.62

2.542.64];

X2=[0.300.380.701.261.552.102.262.662.56

2.66];

X3=[0.300.420.671.221.522.012.162.692.60

2.67];

X4=[0.250.340.691.221.541.962.222.722.642.6

6]；

X5=[0.300.380.731.301.582.032.282.712.69

2.71];

X6=[0.330.440.761.281.602.082.312.782.702.81]；

t=[1002003004005006007008009001000]

Y=[XI+X2+X3+X4+X5+X6]/6

Plot(t,Y)

title（'均值函数曲线'）

xlabel。尺寸段,）

ylabe1（'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过程的记录特性。

2.实验结果（数据或图表）

1矩形窗函数CT=1)

O.O5

10

(1矩形窗函数的频谱(T=1)

①

)p0

幽

瞿-1oo

0.20.30.40.50.60.70.80.91

w/pi

矩形窗函额CT=5)

%HllII

0102030405060

em矩形窗函数的频谱［=5)

超

晋

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

(2)自相关函数

o5

•

0

5

-O

1

一O

0.51

⑴概率密度函数⑵概率密度函数

Z(

H

EPB

))一o

A

o

gu'u

ss-4

nn

bb-6

sO

s」

t.

3」

M

o

d