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[综合讨论] 利用三角级数法在MATLAB里编程实现路面功率谱的数值模拟

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发表于 2011-6-22 16:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 牛小贱 于 2014-3-18 18:13 编辑

各位好,小弟最近在做关于将路面功率谱转换为时域信号,然后进行傅里叶变换,将得到的功率谱与原功率谱作对比,从而验证该模拟方法的正确性。但是二者并不是重合,而是有一个平移量,想问问大家怎么解决?下面是我的程序。谢谢各位指点
截屏001.png
  1. % 参考《频域采样三角级数法模拟轨道不平顺信号》,以公路C级路面为例
  2. Gq0=256e-6;
  3. n0=0.1;    % 参考空间频率n0
  4. f_min=0.3;
  5. f_max=30;
  6. T=10;
  7. delta_f=1/T;                  
  8. N=floor((f_max-f_min)/delta_f);   % 采样点数
  9. delta_t=T/N;
  10. time=linspace(0,T,N);
  11. V=20;
  12. sita=unifrnd(0,2*pi,1,N);    % 产生[0,2*pi]内随机数

  13. f=zeros(size(sita));
  14. w=zeros(size(sita));
  15. Gq=zeros(size(sita));
  16. Q=zeros(size(sita));
  17. Z=zeros(size(sita));

  18. for k=1:N
  19.     f(k)=f_min+(k-1)*delta_f;  % 频率
  20.     w(k)=2*pi/T*(k-1);         % 角频率,w=2*pi*f
  21.     Gq(k)=Gq0.*(f(k)./n0).^(-2)*V;   % Gq(f)=Gq0.*(f/n0).^(-w)*V.^(w-1),其中w=2;
  22. end

  23. for l=1:length(time)
  24.     for k=1:N
  25.         Gq(k)=Gq0.*(f(k)./n0).^(-2)*V;
  26.         Q(k)=2*sqrt(Gq(k)*delta_f)*cos(w(k)*time(l)+sita(k));
  27.     end
  28.     Z(l)=sum(Q);
  29. end

  30. figure(1)
  31. subplot(211);
  32. plot(time,Z,'r');    % 时域信号
  33. xlabel('时间t');ylabel('路面不平度Z');grid on;  

  34. subplot(212);
  35. loglog(f,Gq,'r');    % 功率谱函数
  36. xlabel('频率 Hz');ylabel('功率谱密度 PSD');hold on;grid on;
  37. y=(abs(fft(Z))).^2/N; %时域信号FFT变换得到的功率谱函数
  38. loglog(f,y,'b');
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 楼主| 发表于 2011-6-22 16:04 | 显示全部楼层
求帮助啊,小弟先谢谢啦
发表于 2011-6-23 14:20 | 显示全部楼层
回复 1 # ztx106 的帖子

我对MATLAB不是太熟悉,用的不多。
从你的图形来看,我估计是时间单位和空间单位转换的问题。
路面谱是空间坐标,你需要把信号根据速度,将时间坐标转变到空间坐标上来。应该是吻合的。

评分

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 楼主| 发表于 2011-6-24 08:43 | 显示全部楼层
回复 3 # wanyeqing2003 的帖子

你好,谢谢你的回复。我直接用的就是原功率谱函数的空间坐标,没有从时间坐标转换到空间坐标。我先是把标准功率谱画出来,然后三角级数法得到时域信号,再将时域信号傅里叶变换得到模拟的功率谱密度(图中蓝线),它的横坐标和标准功率谱的一样。而且从图上看到高频的时候偏离的太大了,这是怎么回事 啊?

程序.txt

1.06 KB, 下载次数: 52

发表于 2011-6-24 11:23 | 显示全部楼层
回复 4 # ztx106 的帖子

1、没有转换成空间坐标是不行的;
2、高频部分偏离大是正常的。路面谱主要体现低频。
 楼主| 发表于 2011-6-24 13:39 | 显示全部楼层
回复 5 # wanyeqing2003 的帖子

我再调试调试,谢谢
发表于 2011-9-21 20:11 | 显示全部楼层
发表于 2011-9-21 20:18 | 显示全部楼层
保持单位的一致性。
 楼主| 发表于 2011-10-15 10:17 | 显示全部楼层
回复 8 # mgh_nx 的帖子

你好,你也用这种方法做路谱的分析吗?能和你具体聊聊吗?
发表于 2012-2-25 19:10 | 显示全部楼层
多多学习一下了
发表于 2012-3-3 11:32 | 显示全部楼层
楼主的程序太有用了
发表于 2012-3-3 11:55 | 显示全部楼层
顶一下!!谢谢
发表于 2012-3-26 11:48 | 显示全部楼层
非常有用,谢谢楼主
发表于 2012-10-10 11:24 | 显示全部楼层
我也学习学习
发表于 2012-11-8 20:39 | 显示全部楼层
会不会是程序中幅值谱没有*2/N
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