利用三角级数法在MATLAB里编程实现路面功率谱的数值模拟

ztx106

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

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. 
    
14. f=zeros(size(sita));
    
15. w=zeros(size(sita));
    
16. Gq=zeros(size(sita));
    
17. Q=zeros(size(sita));
    
18. Z=zeros(size(sita));
    
19. 
    
20. for k=1:N
    
21.     f(k)=f_min+(k-1)*delta_f;  % 频率
    
22.     w(k)=2*pi/T*(k-1);         % 角频率，w=2*pi*f
    
23.     Gq(k)=Gq0.*(f(k)./n0).^(-2)*V;   % Gq(f)=Gq0.*(f/n0).^(-w)*V.^(w-1),其中w=2;
    
24. end
    
25. 
    
26. for l=1:length(time)
    
27.     for k=1:N
    
28.         Gq(k)=Gq0.*(f(k)./n0).^(-2)*V;
    
29.         Q(k)=2*sqrt(Gq(k)*delta_f)*cos(w(k)*time(l)+sita(k));
    
30.     end
    
31.     Z(l)=sum(Q);
    
32. end
    
33. 
    
34. figure(1)
    
35. subplot(211);
    
36. plot(time,Z,'r');    % 时域信号
    
37. xlabel('时间t');ylabel('路面不平度Z');grid on;  
    
38. 
    
39. subplot(212);
    
40. loglog(f,Gq,'r');    % 功率谱函数
    
41. xlabel('频率 Hz');ylabel('功率谱密度 PSD');hold on;grid on;
    
42. y=(abs(fft(Z))).^2/N; %时域信号FFT变换得到的功率谱函数
    
43. loglog(f,y,'b');
    

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ztx106

求帮助啊，小弟先谢谢啦

wanyeqing2003

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。

ztx106

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？

wanyeqing2003

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。

ztx106

回复 5 # wanyeqing2003 的帖子

我再调试调试，谢谢

mgh_nx

wanyeqing2003 发表于 2011-6-24 11:23

                               
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回复 4 # ztx106 的帖子

1、没有转换成空间坐标是不行的；

回答是正确的。

mgh_nx

保持单位的一致性。

ztx106

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？

yunchang75

多多学习一下了

354510647

楼主的程序太有用了

deanbller

顶一下！！谢谢

桌子不会哭

非常有用，谢谢楼主

905lili

我也学习学习

kyu16866

会不会是程序中幅值谱没有*2/N