误差理论实验报告3

误差理论与数据处理误差理论与数据处理 实验报告实验报告 实验名称 动态测试数据处理初步实验名称 动态测试数据处理初步 一 一 实验目的实验目的 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 二 二 实验原理实验原理 三 三 实验内容和结果实验内容和结果 1 1 程序及流程程序及流程 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 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 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 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 矩形窗函数 T 1 subplot 413 stem window2 axis 0 60 0 1 2 grid xlabel n title 矩形窗函数 T 5 subplot 412 plot w pi 20 log abs h1 abs h1 1 xlabel w pi ylabel 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 0 1 350 0 grid xlabel 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 画出下 0 列两种情况下的自相关函数和功率谱函数 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 自相关函数 hold on y2 1 71828 5 t cos 20 pi t subplot 222 plot t y2 title 2 自相关函数 subplot 2 2 3 pwelch y1 33 32 500 title 1 概率密度函数 subplot 2 2 4 pwelch 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 个尺寸段单位 mm 表中偏差值单位 um 尺寸段序 号 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1000 1 2 3 4 5 6 0 18 0 30 0 30 0 25 0 30 0 33 0 34 0 38 0 42 0 34 0 38 0 44 0 63 0 70 0 76 0 69 0 73 0 76 1 20 1 26 1 22 1 22 1 30 1 28 1 51 1 55 1 52 1 54 1 58 1 60 2 02 2 10 2 01 1 96 2 03 2 08 2 22 2 26 2 16 2 22 2 28 2 31 2 62 2 66 2 69 2 72 2 71 2 78 2 54 2 56 2 60 2 64 2 69 2 70 2 64 2 66 2 67 2 66 2 71 2 81 1 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 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 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 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 60 2 08 2 31 2 78 2 70 2 81 t 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Y 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 2 实验结果 数据或图表 实验结果 数据或图表 3 3 结果分析结果分析 四 四 心得体会心得体会 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 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或者分布律随时间发生变化的 信号 平稳和非平稳都是针对随机信号说的 一般的分