信号处理课程设计实验报告.doc

信号处理课程设计实验报告
专业:电子信息工程
班级: XXX
姓名: XXX
学号:XXX

XX年XX月XX日
一、课程设计目的
信号处理课程设计是学习完信号与系统、数字信号处理及DSP课程后全面复习课程所学理论知识,巩固所学知识重点和难点,将理论与实践结合的一次较全面的综合练习。本次课程设计以工业球磨机为研究背景,分析振动加速度信号和振声信号时域和频域特征,并利用振动和振声信号频谱特征识别球磨机操作状态。工业球磨机振动和振声信号分析和处理其目的在于通过实践加深学生对信号分析与处理的的理论和基本方法,掌握使用一种高级语言进行编程,实现信号的频域分析和变换,提高运用信号分析和处理知识独立分析和解决问题的能力。
二、课程设计的内容和要求
1 要求:
《信号处理课程设计》使用MATLAB(或其它开发工具)编程实现课程设计内容。
⑴课程设计题目和题目设计要求;
⑵设计思想和系统功能结构及功能说明;
⑶设计中关键部分的详细描述和介绍,采用流程图描述关键模块的设计思路;
⑷总结,包括设计过程中遇到的问题和解决方法,心得体会等;
⑸参考文献;
⑹程序源代码清单。
2 课程设计题目和内容:
课程设计题目:球磨机振动加速度信号和振声信号的分析和处理
实验球磨机描述
实验用磨机筒体尺寸为Φ460mm×460mm(如图2所示)。该球磨机可以随时停机、改变磨机内矿物量和钢球量,实验方便。磨机转速为53rpm.
图2 磨机滚筒尺寸
实验用球磨机内壁上安装有锰钢衬板。实验过程中使用Φ30mm、Φ20mm和Φ15mm三种锰钢钢球。磨机内所装钢球的最大重量为80kg,矿物处理量为10kg/h。实验中处理的矿石为经过破碎的铜矿石,颗粒尺寸小于6mm。
实验数据来源于XMQL 420×450格子型球磨机数据采集系统。其中振动加速度传感器安装在球磨机中部筒体外表面上,采样频率为51,200 Hz,声音传感器安装在距球磨机入口1/3处。该实验球磨机最大钢球装载量为80Kg,磨粉能力为10Kg/小时,转速为53转/分钟。研磨实验方案是在球磨机筒体内添加不同配比(直径30、20和15mm)的钢球、铜矿石和水,混合均匀后研磨运行1分钟后清洗球磨机。
实验球磨机信号采集
课程设计内容:任务1:数据文件读写和时域波形
(1)振动加速度信号读取:txt文件读取并保存为mat文件
实验程序:file_path=cd('E:\yzm ');%设置为当前目录
D=dir('*.txt');
m=length(D);
for i=1:m
i
if D(i).isdir==0
filename=D(i).name;
fid = fopen([filename]);
while ~feof(fid)
for i=1:17
tline = fgetl(fid);
end
a = fscanf(fid,'%f %f',[2 inf]);
end
data=a';
eval(['save ZD' filename(1:8) ' data'])
status = fclose(fid);
end
end
plot(data(1:end,1),data(1:end,2))
实验结果:
Y=wavread('E:\yzm\');
[i,j]=size(Y);
m=length(Y);
FS=8000;
t=(0:(m-1))*(1/FS);
t=t';
[Y,FS,NBITS]=wavread('E:\yzm\');
plot(t,Y);
实验结果: 振声数据图像
⑵任务2:振动和振声数据预处理:降低采样频率,提出粗大误差和噪声
实验程序:%时域信号显示与误差剔除
function tsignal(file)
%clear all;
%clc;
load(file)
m=length(file);
filename=file(1:m-4);
test=eval(filename);
%y=test(1024001:2:1536000,2);%20-30秒的采样数据
y=test(1:2:424372,1);%20-30秒的采样数据
ymean=mean(y)
ystd=std(y);
outliers=abs(y-ymean)>3*ystd; %剔除离群点数据
nout=sum(outliers)
y(outliers==1)=[];
yn=length(y)
ymin=min(y)
ymax=max(y)
figure
plot(y)