开放课题3 用MATLAB实现包络线和包络分析
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实验目的1.掌握MATLAB的基本绘图命令。
2.掌握运用MATLAB绘制一维、二维、三维图形的方法.3.给图形加以修饰。
一、预备知识1.基本绘图命令plotplot绘图命令一共有三种形式:⑴plot(y)是plot命令中最为简单的形式,当y为向量时,以y的元素为纵坐标,元素相应的序列号为横坐标,绘制出连线;若y为实矩阵,则按照列绘出每列元素和其序列号的对应关系,曲线数等于矩阵的列数;当y为复矩阵时,则按列以每列元素的实部为横坐标,以虚部为纵坐标,绘出曲线,曲线数等于列数。
⑵ plot(x,y,[linspec])其中linspec是可选的,用它来说明线型。
当x和y为同维向量时,以x为横坐标,y为纵坐标绘制曲线;当x是向量,y是每行元素数目和x维数相同的矩阵时,将绘出以x为横坐标,以y中每行元素为纵坐标的多条曲线,曲线数等于矩阵行数;当x为矩阵,y为相应向量时,使用该命令也能绘出相应图形。
⑶ plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3……)能够绘制多条曲线,每条曲线分别以x和y为横纵坐标,各条曲线互不影响。
线型和颜色MATLAB可以对线型和颜色进行设定,线型和颜色种类如下:线:—实线:点线 -.虚点线——折线点:.圆点 +加号 *星号 x x型 o 空心小圆颜色:y 黄 r 红 g 绿 b 蓝 w 白 k 黑 m 紫 c 青特殊的二维图形函数表5 特殊2维绘图函数[1] 直方图在实际中,常会遇到离散数据,当需要比较数据、分析数据在总量中的比例时,直方图就是一种理想的选择,但要注意该方法适用于数据较少的情况。
直方图的绘图函数有以下两种基本形式。
·bar(x,y) 绘制m*n 矩阵的直方图.其中y 为m *n 矩阵或向量,x 必须单向递增。
·bar(y) 绘制y 向量的直方图,x 向量默认为x=1:m close all; %关闭所有的图形视窗。
x=1:10;y=rand (size(x )); bar(x,y ); %绘制直方图.123456789100.51Bar()函数还有barh ()和errorbar ()两种形式,barh()用来绘制水平方向的直方图,其参数与bar()相同,当知道资料的误差值时,可用errorbar ()绘制出误差范围,其一般语法形式为:errorbar (x,y,l,u)其中x,y 是其绘制曲线的坐标,l ,u 是曲线误差的最小值和最大值,制图时,l 向量在曲线下方,u 向量在曲线上方。
数据包络分析方法综述摘要:数据包络分析方法是一种非参数的、定量的评价方法,广泛应用于信号处理、图像处理、机器学习等领域。
本文综述了数据包络分析方法的基本概念、应用场景和研究现状,总结了前人研究成果和不足,并指出了未来可能的研究方向。
关键词:数据包络分析,信号处理,图像处理,机器学习,研究现状,未来发展引言:数据包络分析方法是一种非参数的、定量的评价方法,它通过构建数据包络线来衡量一组数据点的相对效率或绩效。
自1986年提出以来,数据包络分析方法在许多领域都得到了广泛的应用,如信号处理、图像处理、机器学习等。
本文将对数据包络分析方法进行综述,旨在深入探讨其基本概念、应用场景和研究现状,并总结前人研究成果和不足,指明未来可能的研究方向。
主体部分:1、数据包络分析的基本概念和方法数据包络分析方法通过构建数据包络线来衡量一组数据点的相对效率或绩效。
它基于一组输入和输出数据,通过线性规划方法求解最优解,从而得到数据包络线。
数据包络分析方法具有非参数、定量和相对评价等优点,被广泛应用于各种领域。
2、数据包络分析在信号处理中的应用在信号处理领域,数据包络分析方法被广泛应用于信号检测、压缩和解压缩等方面。
赵等人在研究中发现,数据包络分析方法在信号检测方面具有较高的准确性和稳定性,能够有效地提取出信号中的有用信息。
另外,数据包络分析方法在信号压缩和解压缩方面也表现出良好的性能,能够实现高压缩比和快速的解压缩。
3、数据包络分析在图像处理和机器学习中的应用在图像处理领域,数据包络分析方法被广泛应用于图像特征提取、图像分类和图像分割等方面。
通过将图像转换为一系列数据点,数据包络分析方法可以有效地提取出图像中的有用信息,从而实现图像特征提取和分类。
另外,数据包络分析方法还可以应用于图像分割,将图像划分为不同的区域或对象。
在机器学习领域,数据包络分析方法被应用于评价机器学习算法的性能和效率。
通过将机器学习算法视为一个生产过程,数据包络分析方法可以评估算法的输入、输出和处理过程中的效率,从而帮助选择更高效的算法。
matlab频率包络谱频率包络谱(Frequency Envelope Spectrum)是一种在信号处理中常用的分析方法,用于分析信号在频域上的能量分布情况。
MATLAB是一款广泛应用于科学与工程领域的数学软件,可以方便地进行信号处理操作。
本文将介绍MATLAB中的频率包络谱分析方法及其应用。
一、频率包络谱的基本概念频率包络谱指的是在频域上,信号的幅度谱与相位谱的乘积。
它反映了信号在各个频率分量上的能量分布情况,常用于检测信号中的周期性成分和谐波成分。
二、MATLAB中的频率包络谱分析方法1.获取信号数据在MATLAB中进行频率包络谱分析之前,需要先获取待分析的信号数据。
可以通过以下方式获得:(1)从外部文件中读取信号数据。
(2)使用MATLAB中的信号生成函数生成信号数据。
2.预处理信号数据在进行频率包络谱分析之前,常常需要对信号数据进行预处理。
常见的预处理操作包括:(1)去除高频噪声:使用滤波器对信号进行滤波,去除高频成分。
(2)对信号进行去趋势处理:通过减去信号的平均值或进行多项式拟合等方法,去除信号中的趋势成分。
3.计算频率包络谱MATLAB提供了多种计算频率包络谱的方法,常用的有:(1)基于快速傅里叶变换(FFT)的频域分析方法。
(2)基于小波变换的分析方法。
4.可视化频率包络谱为了更直观地观察频率包络谱,可以使用MATLAB中的绘图函数将结果可视化。
常见的绘图方法有:(1)使用plot函数绘制频率包络谱曲线。
(2)使用contour函数绘制二维频率包络谱图。
三、频率包络谱的应用频率包络谱在许多领域中都有重要应用,以下举几个例子:1.故障诊断频率包络谱可以用于机械故障的诊断,通过分析信号中的谐波成分和周期性成分,可以判断机械部件是否存在故障。
2.音乐分析音乐信号可以通过频率包络谱进行分析,提取音乐中的节奏和和谐音等特征。
3.通信系统频率包络谱可以用于通信系统中信号的调制和解调,对信号进行频域分析可以有效提取信号的信息。
matlab中的hilbert函数和envelope函数1. 引言1.1 概述本文将重点介绍MATLAB中的hilbert函数和envelope函数。
hilbert函数用于计算信号的解析包络,而envelope函数用于提取给定信号的包络曲线。
这两个函数在信号处理领域中具有广泛应用,可以帮助我们更好地理解和分析复杂信号。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先,在引言部分,我们将对全文的内容进行概述。
随后,我们将详细介绍MATLAB中的hilbert函数以及其背后的理论基础,并给出示例说明其应用场景。
接着,我们将对envelope函数进行类似的讨论,并展示其在实际问题中的使用案例。
在第四部分中,我们将比较和对比hilbert函数与envelope函数的相似之处和不同之处,并从不同角度探讨它们各自的优势和局限性。
最后,在结论部分,我们将总结hilbert 函数和envelope 函数的特点、优势以及局限性,并对未来发展提出展望与建议。
1.3 目的本文旨在使读者深入了解MATLAB中两个重要函数——hilbert 和envelope的原理、功能与应用场景。
通过对这两个函数进行详细解释和示例分析,读者可以在实际问题中更好地使用这些函数,并了解它们的优点和局限性。
此外,我们也希望能够探索这两个函数之间的差异和相似之处,以找到适用于特定问题的最佳方案。
2. MATLAB中的hilbert函数2.1 理论背景:Hilbert变换在信号处理领域中起着重要的作用。
它是根据数学家David Hilbert 命名的,并以其特殊性质而闻名。
Hilbert变换将一个实数域上的函数转换为复数域上的函数,其中包含原始信号的相位信息。
hilbert函数在MATLAB中实现了Hilbert变换算法,使得我们可以方便地对信号进行相位分析。
2.2 函数介绍:在MATLAB中,hilbert函数用于计算输入信号的解析信号。
www�ele169�com | 87电子基础1 包络检波设计包络检波器是解调电路必不可少的部分,广泛应用于医学、机械、军事、电力系统和电声测量等领域,包络检波器实质是对调幅信号进行处理,调幅信号的解调方法有二极管包络检波器、同步检波器,应用最广的是二极管包络检波器,不论是哪种调幅信号,都可采用相乘器和低通滤波器进行解调,但是普通的调幅信号载频分量被抑制,直接利用非线性器件实现相乘的作用解调出信号,不必使用同步信号。
包络检波是将调幅信号中将低频信号解调出来,包络检波的解调电路简单,通常采用的是半波或全波整流器和低通滤波器,但只试用与AM 波解调,包络检波的特点是调制解调电路的输出电压与输入信号的包络成正比,其滤波电路如图1所示。
在左端输入电压的正半周期,二极管正向导通并对电容C 进行充电,二极管的正向导通电阻很小,充电电流很大,使电容两端的电压很快接近高频电压的峰值,当处于负半周期时,这时二极管的导通,由电容C 上的电压和输入电压共同决定,当输入电压小于电容电压时,二极管处于反向偏置,处于截止状态,电容通过负载放电,由于放电常数远大于调幅电压的周期,放电很慢,电容电压下降不多时,第二个正半周期信号来到,使二极管导通,对电容进行充电,这样不断的反复循环,由于正向导电时间短,放电常数远大于高频周期,因此输出电压的起伏很小,输出电压即为原来的调制信号。
2 相干解调设计在通信和信息传输系统、电子工程技术中,调制和解调应用广泛,而调制和解调的基本原理是利用信号与系统的频域分析和傅里叶变换的基本性质,相干解调的实质是频谱搬移,把载频位置的已调信号的谱搬回原始基带位置,这个过程是通过一个相乘器与载波相乘来实现,实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。
恢复载波性能的好坏,直接关系到接收机解调性能的优劣。
提取载波的方法一般分为两类:在接收端直接从发送信号中提取载波,这类方法称为直接法;另一类是在发送有用信号的同时,在适当的频率位置上,插入一个(或多个)称作导频的正弦波,接收端就利用导频提取出载波,这类方法称为插入导频法;在模拟通信系统中DSB 信号本身不含有载波,VSB 信号虽然一般都有载波分量,但是很难将它从已调信号的频谱中分离出来,SSB 更是不存在载波分量了,因此在本设计中采用第二种提取方法。
基于MATLAB仿真平台的三相半波整流电路基于MATLAB仿真平台的三相半波整流电路专业:学号:姓名:三相半波可控整流电路1、阻性负载阻性负载的三相半波可控整流电路如图1所示:图1 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路其中,R=1,三相电源为220V/50HZ,A、B、C三相初始相角分别设置为:0、120、240,VT1、VT2、VT3脉冲触发信号分别为(a+30+0)*0.01/180、(a+30+120)*0.01/180、(a+30+240*0.01/180)。
(1)∂=00时的仿真结果如图2所示。
由波形图可以看出,脉冲触发角∂=00时刚好与自然换相点重合(改变触发角也只能在此基础上增大),故而电路的工作情况与三相半波不可控整流电路中的二极管整流工作情况相同,均在自然换相点处换流,U d波形为三个相电压在正半周期的包络线。
图2 ∂=00时的波形(2)∂=300时的仿真结果如图3所示。
∂=300时,VT1触发导通至a 、b 两相的自然换相点时,虽有u b >u a ,但VT2触发脉冲还未到,故VT2不能导通。
VT1持续导通至a 相由0变负点将要承受反压自行关断时恰好VT2受触发导通,从而保证了负载电流的连续。
从输出电压、输出电流的波形也可看出,∂=300时,负载电流处于连续和断续的临界点,各相仍导通1200。
图3 ∂=300时的波形U2Ug I v t1U v t1Id wtUd U 2U gI v t 1U v t 1I d wtUd(3)∂=600时的仿真结果如图4所示。
由波形图可看出,∂=600时晶闸管刚好在该相峰值处导通,导通前承受晶闸管的最大正向压降,即相电压峰值。
由理论分析可得出结论:1)三只晶闸管有且只有一相导通时,另外两只必承受或正或负的线电压,且最大反相电压为线电压峰值;2)三只晶闸管均不导通时,各自承受对应相的相电压。
∂=900、∂=1200时的波形与∂=600时雷同,不再一一阐述,仅出示仿真结果见图5和图6。
matlab, envelope用法标题:MATLAB envelope 函数的使用MATLAB envelope 函数是MATLAB软件中的一个信号处理函数,用于提取信号的包络。
信号的包络是通过提取信号的瞬时幅度最大值来获得的。
本文将详细介绍 MATLAB envelope 函数的使用方法,以及如何利用该函数进行信号包络的提取。
一、MATLAB envelope 函数的基本语法MATLAB envelope 函数的基本语法如下:[y_upper, y_lower] = envelope(x)[y_upper, y_lower] = envelope(x, fs, 'analytic')其中,x 是要提取包络的信号;fs 是信号的采样频率。
二、MATLAB envelope 函数的输入参数1. x:要提取包络的信号- x 可以是一个一维的包络信号向量,也可以是一个矩阵,其中每一列代表一个包络信号;- x 的数据类型可以是双精度数组、单精度数组或复数数组。
2. fs:信号的采样频率(可选)- fs 是一个标量值,用于指定信号的采样频率;- 当不提供 fs 参数时,默认采样频率为 1。
3. 'analytic':信号类型标志(可选)- 'analytic' 标志用于指定输入信号是解析信号,即信号的复数部分为零;- 如果不提供 'analytic' 标志,则函数假设输入信号是实数信号。
三、MATLAB envelope 函数的输出参数1. y_upper:提取的上包络- y_upper 是一个与输入信号 x 大小相同的向量或矩阵;- y_upper 包含了输入信号 x 的上包络值。
2. y_lower:提取的下包络- y_lower 是一个与输入信号 x 大小相同的向量或矩阵;- y_lower 包含了输入信号 x 的下包络值。
四、MATLAB envelope 函数的应用举例为了更好地理解和应用 MATLAB envelope 函数,以下举例说明其具体用法。
基于MATLAB的土体三轴试验抗剪强度指标求解计算马勇;王飞;杜秀忠【摘要】莫尔应力圆通常是利用作图的方法获得,进而求得岩土体的强度指标,但该方法易受人为影响,精度较低.通过MATLAB软件编制相应的计算程序求得岩土体的强度指标,该软件是基于最小二乘法原理,对最大主应力和最小主应力的线性回归方程进行求值,进而通过抗剪强度指标与最大主应力和最小主应力的关系反算求得c、φ值.通过相关文献数据,验证本文方法的准确性和可靠性,为岩土体抗剪强度指标值的计算提供了一条新的解决途径.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】4页(P18-21)【关键词】三轴试验;抗剪强度指标;MATLAB;最小二乘法【作者】马勇;王飞;杜秀忠【作者单位】广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州 510635;广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州510635;广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州510635【正文语种】中文【中图分类】TU43计算岩土体抗剪强度有许多种方法[1-2],三轴压缩试验是测定岩土体抗剪强度的一种常用的试验方法,试验时,通常利用多个一定规格的圆柱形试验样品,在保持一定的围压下分别进行轴向压力的施作,对试样进行剪切试验直至试样破坏,获得试样在不同围压状态下的极限轴向压力,不同的轴向压力和相对应的围压也分别称为大、小主应力。
然后,对获得的数据根据强度准则[3]进行拟合处理,得出试样的破坏包络线,进行求得试样的岩土体强度参数。
试验数据处理时,由于计算绘图工作量大,需要做大量的重复性工作,且作图法亦会引入一些人为误差,随意性较大。
为了得到较为准确的抗剪强度值,目前抗剪强度指标的求解主要是在试验数据的基础上采用较严谨的强度理论进行推导或利用软件分析,以减少手工作图产生的随意误差[4]。
阮波等[5]基于非线性规划方法,利用EXCEL软件对三轴剪切试验的破坏包络线直接进行规划求解,进而获取了试样的抗剪强度参数值。
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1、C R模型(P 2 )的 MATLAB 程序clearX=;%⽤户输⼊多指标输⼊矩阵 X Y=;%⽤户输⼊多指标输出矩阵 Y n=size(X,1); m=size(X,1); s=size(Y,1); A=-XY;b=zeros(n, 1); LB=zeros(m+s,1); UB=; for i=1:n;f= zeros(1,m) -Y(:,i);Aeq=X(:,i) zeros(1,s);beq=1;w(:,i)=LINPROG(f,A,b,Aeq,beq,LB,UB);%解线性规划,得 DMU;的最佳权向量 w; E(i, i)=Y(:,i)*w(m+1:m+s,i);%求出 DMU。
2、i 的相对效率值 Eiiendw%输出最佳权向量E% 输 出 相 对 效 率 值 Eii Omega=w(1:m,:)%输出投⼊权向量。
mu=w(m+1:m+s,:)%输出产出权向量。
C R模型(De 2 )的 MATLAB 程序clearX=; %⽤户输⼊多指标输⼊矩阵 X Y=; %⽤户输⼊多指标输出矩阵 Y n=size(X,1); m=size(X,1); s=size(Y,1);epsilon=10-10;%定义⾮阿基⽶德⽆穷⼩e=10-10f=zeros(1,n) -epsilon*ones(1,m+s) 1;%⽬标函数的系数矩阵:e的系数为 0,s-,s+的系数为-eee,e的系。
3、数为 1;A=zeros(1,n+m+s+1); b=0;%= 约 束 ; LB=zeros(n+m+s+1,1); UB=;% 变 量 约 束 ; LB(n+m+s+1)= -Inf;%-Inf 表⽰下限为负⽆穷⼤。