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毕业设计(论文)

UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)

题 目: 冲击测试常用滤波算法研究

学 院 专 业 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 毕业设计(论文)

目录

摘要 ............................................................................................................................... 2 ABSTRACT .................................................................................................................. 3 第一章 绪论.................................................................................................................. 4

1.1课题背景 ............................................................................................................................ 4 1.2国内外相关领域的研究 .................................................................................................... 4 1.3主要研究内容与创新 ........................................................................................................ 5

1.3.1研究内容与意义 .................................................................................................... 5 1.3.2课题的创新点 ........................................................................................................ 5 1.3.3 研究目的与技术指标 ........................................................................................... 6

第二章 数字滤波基础.................................................................................................. 7

2.1数字滤波算法概念 ............................................................................................................ 7 2.2数据采样与频谱分析原理 ................................................................................................ 8

2.2.1 时域抽样定理 ....................................................................................................... 8 2.2.2 离散傅立叶变换(DFT) ......................................................................................... 8 2.2.3 快速傅立叶变换(FFT) ......................................................................................... 9 2.2.4 频谱分析原理 ....................................................................................................... 9 2.3常用数字滤波算法基础 .................................................................................................. 10

2.3.1常用数字滤波算法分类 ...................................................................................... 10 2.3.2常用数字滤波算法特点 ...................................................................................... 11 2.3.3常用滤波算法相关原理 ...................................................................................... 13 2.4 冲击测试采样数据 ......................................................................................................... 16

2.4.1噪声的特点与分类 .............................................................................................. 16 2.4.2冲击测试采样数据特点 ...................................................................................... 17 2.5 MATLAB简介 .................................................................................................................... 17

2.5.1 MATLAB功能简介 ................................................................................................ 18 2.5.2 MATLAB的发展 .................................................................................................... 18

第三章、冲击测试滤波算法设计及滤波效果分析.................................................. 20

3.1 冲击测试采样数据的分析 ............................................................................................. 20 3.2 滤波算法设计及效果分析 ........................................................................................... 21

3.2.1 中位值平均法的设计 ......................................................................................... 21 3.2.2限幅法和限速法的设计 ...................................................................................... 23 3.2.3一阶滞后法的设计 .............................................................................................. 25 3.2.4低通法的设计 ...................................................................................................... 26

第四章 结论与展望.................................................................................................... 34

4.1冲击测试的滤波算法总结 .............................................................................................. 34 4.2冲击测试的滤波算法展望 .............................................................................................. 34

致 谢............................................................................................................................ 36 参考文献...................................................................................................................... 37 附录：程序代码清单.................................................................................................. 38

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毕业设计(论文)

冲击测试常用滤波算法研究

摘要

动态信号分析仪是一种主要应用在噪声、振动分析、模型分析、电子设计和声学测试的工具，冲击测试和冲击谱分析是确定设备在经受外力冲撞或作用时的安全性、可靠性和有效性的实验方法，也是动态信号分析仪的一项重要功能。冲击测试采样数据往往会受到来自环境中的各种噪声干扰，有必要对其进行滤波以更好地分析其真实的冲击谱特性。本文中主要研究了一些应用于冲击测试数据滤波的常用滤波算法如中位值法、算术平均法、中位值平均法、限幅法、限速法、一阶滞后法、低通法等。MATLAB是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。本文在MATLAB环境下实现各常用数字滤波算法并讨论了各滤波算法的特点及其选用原则。针对冲击测试仪采样数据的噪声干扰特点，挑选出合适的算法对冲击测试采样数据进行滤波，分析比较各滤波算法的实际滤波效果并且进行相关优化以实现更优的滤波效果。

论文的主要内容：

第一章、绪论主要介绍了有关动态信号分析仪的课题背景、国内外发展情况，课题的研究意义及创新点等。

第二章、介绍了数字滤波的基本原理、常用滤波算法分类与特点、频谱分析基本原理和环境噪声的相关知识。

第三章、主要介绍各滤波算法的参数选择和具体设计流程，并对各算法的滤波效果进行分析比较。

第四章、对冲击测试常用滤波算法实现和滤波效果的分析总结及前景展望。

关键词：数字信号处理、数字滤波、滤波算法、MATLAB

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