[讨论]力学与信号处理（路过请留步）

rongansys

力学与信号处理(路过请留步)
各位路过的学兄学姐们你们好!
　　我是力学专业的学生，现接一个课题，首先需要确定结构的固有频率，阻尼等等.现对新买的信号处理软件有一些疑问，恳请学兄学姐们帮忙：
　　由于学科的严谨性，为了更好地做课题，首先我得熟练熟悉新接触的软件，不求百分百深入,但力求百分百用好它，搞懂每个参数设置对结果分析的影响及其力学合理性.
　　因此我先对一个简单悬臂梁进行测试(会不会小题大做了???)，主要目的就是熟悉软件.我用的是东华测试信号分析系统，我设置了采样频率分析频率(满足采样定理)，通道参数，对悬臂梁进行单摆冲击，连续采样得到时域信号，然后对时域信号进行频谱分析，得到FFT实时谱....
　　请问FFT分析时，设置　分析点数，谱线数，采样批次，重叠率对结果有什么影响?
　　我知道不可以随意设置，也不是越高越好，恳请为学妹解答，谢过了

adminftp

　　FFT的参数选择

　　对一个连续信号作FFT，一般按以下步骤选取参数：

　　(1)估计的截止频率或按所需的最高频率图示对作低通滤波。

　　(2)估计所需的频率分辨率。由FFT得到的是离散频谱图示， 相邻两谱线间的频率间隔必须小于，才能分辨出中相邻的两频率峰值。

　　(3)由采样定理或确定采样频率或采样间隔。
      
　 (4)由确定的一个样本的最小采样长度。在Nmin计算式中，Δ为采样周期，为频率分辨率。

　　(5)对基2型FFT(关于基2型FFT，请看本节第二大部分)，按2的整数次幂及N>Nmin圆整采

　　样点数N。

　　(6)选取适当的窗函数。

　　为了减少或抑制泄漏，需要用各种不同的窗函数(如矩形窗、三角窗等)对时域信号进行加权处理。

　　总结：

　　1.若难以估计的截止频率及频率分辨率，可用较小的采样间隔Δ及较大的采样长度,先作FFT，按作出的FFT再修正Δ及N。

　　2.若长度不够采N点数据，可在后加零补足N点。

　　3.有一种细化(Zoom)FFT计算方法，可在完成FFT计算后，再将感兴趣的频段局部放大，增加该局部频段内的谱线数，提高频率分辨率。

　　为了减少或抑制泄漏，需要用各种不同的窗函数(如矩形窗、三角窗等)对时域信号进行加权处理。

　

rongansys

　　由衷地感谢支持和详细的直导!!!我还有问题如下：
　　1根据我摸索的经验，分析点数，顾名思义，也就是用来分析的点数，就是用来做FFT的时域长度?
　　2正如我题中所述的信号，梁在振动一段时间后就率减为0，那么我只要取足够的分析点数只要包括那段振动信号，无论取多大点数谱线数都可，但只是影响频率分辨率?
　　3信号处理软件做频谱分析时是不是根据你设置的分析点数一段一段地做FFT变换?有没有对整个采样长度做FFT变换的?

NASA

　　1.FFT分析的是与长度除了和分析点数有关外，还和采样频率有关，当然从理论上来说分析点数越多，分析得净度越高，但是相应的分析代价也越大。
2.所能得到的最大谱线数为你所取得分析点数的1/2。如何选取谱线数和分析的对象有关，一般所选取的谱线要尽量包含你所分析对象的所有主要振动频率成分。
3.理论上对整个采样长度作FFT变换是可以的，不过如果采样时间很长的话，其代价也是可想而知的，具体怎么选取，要具体情况具体分析

dushudushu

楼上的朋友好,我学的也是这方面的,你说的这个软件好用吗,在哪里能下栽到呢?谢了,望

NASA

　　

以下是引用dushudushu在2005-10-5 20:28:11的发言：


　　

楼上的朋友好,我学的也是这方面的,你说的这个软件好用吗,在哪里能下栽到呢?谢了,望


　　

现在大部分都是买的吧，国产的软件，还算可以，价格也不算高

majy

　　根据2楼的回答，如果最大谱线数是采样个数的一半,(也就是在频域内关于N/2处对称)所取的谱线数是前边N/2个，那么高频成分不就丢失了吗.那么为何不直接扩大截断频率，使之成为你要测试最高频的2倍呢?所以我迷惑这个一半谱线数所指的意思，
谱线截取值是不是就是计算机付氏变换完的离散值?谢谢回答

lxinghan

　　以下是引用majy在2006-5-19 18:56:32的发言：

　　根据2楼的回答，如果最大谱线数是采样个数的一半,(也就是在频域内关于N/2处对称)所取的谱线数是前边N/2个，那么高频成分不就丢失了吗.那么为何不直接扩大截断频率，使之成为你要测试最高频的2倍呢?所以我迷惑这个一半谱线数所指的意思，

　　谱线截取值是不是就是计算机付氏变换完的离散值?谢谢回答

　　不是这个意思。谱线是关于N/2处对称的。实际上只有前一半的谱线是有物理意义的。后一半只是由于FFT计算引入的计算谱线，无实际意义，并不是代表高频部分。

　　可以理解为什么采样频率应该是最高频率的2倍。而不是1倍。

　　

[此贴子已经被作者于2006-5-24 20:55:45编辑过]

ljin

　　以下是引用rongansys在2005-9-2 18:39:04的发言：

　　由衷地感谢支持和详细的直导!!!我还有问题如下：

　　1根据我摸索的经验，分析点数，顾名思义，也就是用来分析的点数，就是用来做FFT的时域长度?

　　2正如我题中所述的信号，梁在振动一段时间后就率减为0，那么我只要取足够的分析点数只要包括那段振动信号，无论取多大点数谱线数都可，但只是影响频率分辨率?

　　3信号处理软件做频谱分析时是不是根据你设置的分析点数一段一段地做FFT变换?有没有对整个采样长度做FFT变换的?

　　1、分析点数就是时域内所采到的点数，和时域长短没有必然联系，还要看采样率

　　2、梁在振动一段时间后就衰减到几乎为0了，多取也没意义。你要提高分辨率的话就提高时域采样率，从信息量的角度来说，你时域信号采的越多，所能获得的频域信息也越多。采样的周期越短(采样率越高)，你所能获得频谱的范围也越大。

　　3、FFT应该是对整体做的吧，分段的应该是短时傅变吧。对整体长度做变换的话最好是2的次方数，一般如1024、2048、4096之类的，否则FFT会要求补零或周期延续的