相關(guān)分析實驗學習教案

1、相關(guān)分析相關(guān)分析(fnx)實驗實驗第一頁，共12頁。一、實驗一、實驗(shyn)概述概述 實驗實驗(shyn)要求要求 (3) 實驗報告打印實驗報告打印(d yn)后，上交紙質(zhì)文檔。后，上交紙質(zhì)文檔。 (2) 完成實驗報告，包括：完成實驗報告，包括： 基本原理與方法；基本原理與方法； 實驗方案與設(shè)計；實驗方案與設(shè)計； 實驗結(jié)果與分析；實驗結(jié)果與分析； 源程序源程序( (必要的注釋必要的注釋) )。 方法說明、程序說明及使用說明。方法說明、程序說明及使用說明。( (可選可選) ) (1) 編程實現(xiàn)有關(guān)實驗內(nèi)容。編程實現(xiàn)有關(guān)實驗內(nèi)容。 編程語言不限；程序規(guī)范，通用性強。編程語言不限；程序規(guī)范，通用

2、性強。 第1頁/共12頁第二頁，共12頁。一、實驗一、實驗(shyn)概述概述 本實驗在本實驗在 Matlab 中所涉及中所涉及(shj)到的部分函數(shù)：到的部分函數(shù)： fopen fprintf fclose fscanf 創(chuàng)建或打開文件；創(chuàng)建或打開文件； 將數(shù)據(jù)以指定的格式寫入文件；將數(shù)據(jù)以指定的格式寫入文件； 關(guān)閉文件；關(guān)閉文件； 從文件中讀出數(shù)據(jù)；從文件中讀出數(shù)據(jù)； save load 將數(shù)據(jù)以固定的格式寫入文件將數(shù)據(jù)以固定的格式寫入文件( ( .mat ) )； 從文件從文件( ( .mat ) )中裝載數(shù)據(jù)；中裝載數(shù)據(jù)； xcorr 計算離散相關(guān)函數(shù)。計算離散相關(guān)函數(shù)。 第2頁/共1

3、2頁第三頁，共12頁。1. 實驗實驗(shyn)信號的生成信號的生成 (3) 改變連續(xù)實驗信號的振幅改變連續(xù)實驗信號的振幅(zhnf)，并用預(yù)先設(shè)定的時移量，并用預(yù)先設(shè)定的時移量 (1) 具體設(shè)計一個非周期的連續(xù)具體設(shè)計一個非周期的連續(xù)(linx)實驗信號。實驗信號。 步驟步驟 (2) 選取適當?shù)牟蓸娱g隔，選取適當?shù)牟蓸娱g隔， 實驗信號采樣并保存實驗信號采樣并保存； 二、二、生成用于實驗的離散時間信號生成用于實驗的離散時間信號 的的標準信號標準信號。 對其進行時移。對其進行時移。 (4) 對修改對修改 后的后的連連 續(xù)續(xù) 實驗信號采實驗信號采 樣，添加噪聲并保樣，添加噪聲并保 存；存； 該采樣

4、信號作為該采樣信號作為待求時移量待求時移量的信號。的信號。 在有限的時間范圍內(nèi)對連續(xù)在有限的時間范圍內(nèi)對連續(xù) 該采樣信號作為該采樣信號作為時移量為零時移量為零 第3頁/共12頁第四頁，共12頁。2. 實驗信號的設(shè)計實驗信號的設(shè)計(shj)舉例舉例 二、生成二、生成(shn chn)用于實驗的離散時間信號用于實驗的離散時間信號 連續(xù)信號連續(xù)信號 例例 添加在區(qū)間添加在區(qū)間 上均勻分布的上均勻分布的 ra 5 . 0,5 . 0,)(2)(2sin)( tftfatxcc,8003 cf其中，其中， 采樣采樣(ci yn)信號信號 添加噪聲添加噪聲 a 為最大振幅，為最大振幅， 為時移量，為時移量

5、，t 的單位為的單位為 ms。 共采集共采集 401 個樣點。個樣點。 以以 采樣，采樣，t 從從 到到ms800 ,800ms ms4 隨機噪聲。隨機噪聲。 數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件 共產(chǎn)生了共產(chǎn)生了 11 個信號數(shù)據(jù)文件。個信號數(shù)據(jù)文件。 第4頁/共12頁第五頁，共12頁。2. 實驗信號實驗信號(xnho)的設(shè)計舉例的設(shè)計舉例 二、生成二、生成(shn chn)用于實驗的離散時間信號用于實驗的離散時間信號 例例 0.500.200.100.050 21400S25.txt 12400S24.txt 8400S23.txt 15400S22.txt 5400S21.txt0.500.200.100.

6、050 15100S15.txt 16100S14.txt 28100S13.txt 22100S12.txt 33100S11.txt0 0200S00.txt文件名文件名 最大振幅最大振幅 a時移量時移量 (ms) 噪聲因子噪聲因子r標準信號標準信號 第5頁/共12頁第六頁，共12頁。2. 實驗信號的設(shè)計實驗信號的設(shè)計(shj)舉例舉例 二、生成用于實驗的離散二、生成用于實驗的離散(lsn)時間信號時間信號 例例 800 600 400 200 0 200 400 600 800 50 0 50 100 S11 33 800 600 400 200 0 200 400 600 800 50

7、 0 50 100 S12 22 800 600 400 200 0 200 400 600 800 50 0 50 100 S13 28 800 600 400 200 0 200 400 600 800 50 0 50 100 S14 16 800 600 400 200 0 200 400 600 800 50 0 50 100 S15 15 800 600 400 200 0 200 400 600 800 100 0 100 200 S00 0 第6頁/共12頁第七頁，共12頁。2. 實驗信號的設(shè)計實驗信號的設(shè)計(shj)舉例舉例 二、生成用于實驗的離散二、生成用于實驗的離散(lsn

8、)時間信號時間信號 例例 800 600 400 200 0 200 400 600 800 100 0 100 200 S00 0 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S21 5 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S22 15 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S23 8 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S24 12 800 600 400 200

9、 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S25 21 第7頁/共12頁第八頁，共12頁。三、對實驗信號進行相關(guān)分析三、對實驗信號進行相關(guān)分析(fnx)并計算時差并計算時差 (1) 選取選取(xunq)適當?shù)淖畲髸r移量，計算各個實驗信號與適當?shù)淖畲髸r移量，計算各個實驗信號與 (2) 求取離散相關(guān)函數(shù)求取離散相關(guān)函數(shù)(hnsh)的最大值，并利用三點拋物的最大值，并利用三點拋物 (3) 對對時差的提取結(jié)果進行比較與分析。時差的提取結(jié)果進行比較與分析。 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 ( ( 參見課件參見課件3.2 中中p32頁的有關(guān)內(nèi)容頁的有關(guān)內(nèi)容 ) ) 標標 準準 實驗信號之間實驗信

10、號之間的的( (歸一化歸一化) )離散離散 相關(guān)函數(shù)；相關(guān)函數(shù)； 并圖形顯示這些離散相關(guān)函數(shù)。并圖形顯示這些離散相關(guān)函數(shù)。 插值插值得到得到 “真正的真正的” 最值點；最值點； 間隔求得最終的時移量。間隔求得最終的時移量。 (4) 運用高精度插值對實驗信號進行時移校正運用高精度插值對實驗信號進行時移校正。 *進一步，結(jié)合采樣進一步，結(jié)合采樣 第8頁/共12頁第九頁，共12頁。三、對實驗信號進行相關(guān)分析三、對實驗信號進行相關(guān)分析(fnx)并計算時差并計算時差 80. 8* t 60 40 20 0 20 40 60 0.4 0.6 0.8 1.0 )( mr87.12* t 60 40 20 0

11、 20 40 60 0.4 0.6 0.8 1.0 )( mr90.20* t 60 40 20 0 20 40 60 0.4 0.6 0.8 1.0 )( mr 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S23 8 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S24 12 800 600 400 200 0 200 400 600 800 200 0 200 400 S25 21 實驗實驗(shyn)示例示例 計算并顯示歸一化的相關(guān)計算并顯示歸一化的相關(guān)(xinggun)函數(shù)函數(shù) 第9頁/共12頁第十頁，共12頁。0.100.870.800.090.0002.490.650.750.200.03誤差誤差(ms) 21 12 8 15 5 15 16 28 22 33 00.500.200.100.0500.500.200.100.0500200S00.txt400S25.txt400S24.txt400S23.txt400S22.txt400S21.txt100S15.txt100S14.txt100S13.txt100S12.txt100S11.txt文件名文件名最大振幅最大振幅 a時移量時移量 (ms) 噪聲因子噪聲因子r 20.90 12.87 8.