基于 matlab 的 FFT 滤波技术在信号处理领域具有广泛应用。本文将介绍如何利用 matlab 的 FFT
函数实现对 simulink 模型中示波器波形数据或外部 mat 数据、csv 数据进行谐波分析和自定义频
段清除,并对已有数据特定频段的数据进行提取。
首先,我们来介绍一下 FFT 滤波的原理和优点。FFT(Fast Fourier Transform)是一种高效的
算法,用于将信号从时域变换到频域。通过对信号进行 FFT 变换,我们可以得到信号的频谱特性,进
而进行谐波分析和滤波操作。
使用 matlab 进行 FFT 滤波的基本步骤如下:
1. 导入波形数据:首先,我们需要导入相应的波形数据,可以是 simulink 模型中示波器的波形
数据,也可以是外部的 mat 数据或 csv 数据。
2. FFT 变换:利用 matlab 的 FFT 函数对导入的波形数据进行 FFT 变换,得到频谱图。
3. 谐波分析:通过观察频谱图,我们可以分析出信号中的谐波分量,即频谱图上的峰值。
4. 自定义频段清除:根据谐波分析的结果,我们可以选择清除某些特定的频段。通过将这些频段对
应的频谱幅值设置为 0,可以实现对这些频段的清除。
接下来,我们来介绍一下基于 matlab 的 FFT 滤波的优点和不足。
优点:
1. 无相位滞后:FFT 滤波前后波形无相位滞后,可以准确还原信号的时域特性。
2. 幅值衰减可补偿:在频域进行滤波操作时,我们可以根据需要对幅值进行补偿,以达到更好的滤
波效果。
不足之处:
1. 不支持实时滤波:基于 matlab 的 FFT 滤波不支持实时滤波,需要先将数据导入到 matlab 中
进行处理。
为了更直观地说明基于 matlab 的 FFT 滤波的应用效果,我们提供了如下实验结果。
图一展示了对图二中含有三次谐波的信号进行 140Hz-150Hz 频段谐波清除前后的时域及频谱图。可
以看到,清除后的信号中,140Hz-150Hz 频段的谐波分量几乎被完全消除,滤波效果显著。
图三展示了对给定数据进行特定频段信号提取的实验结果。通过对频谱图分析,我们可以提取出特定
频段的信号,并得到对应的时域波形图。