求助:大家帮看看这个频谱分析图

lzl2007

请教各位高手:在abaqus里模拟悬臂梁的脉冲响应,把计算出来的数据做FFT,怎么出来的频谱图里,2,3,4阶频率旁边有一个小的虚假频率,难道是能量泄露的问题吗?数据中采样频率为10000hz,采样点数10000,时间1s,做FFT时用的窗函数是高斯窗.f1=18hz,f2=113hz,f3=318hz,f4=622hz;

动力

我原来也做过悬臂梁振动信号，也出现过上述情况，也没整明白，后来我多次从新安装传感器，（采用锤击法），力锤敲击换了位置，就没出现了，我估计是出现了混叠信号，但不知道是什么成份的

xiaohegg

这个应该是传感器安装的问题

songzy41

把楼主提供的数据做STFT分析，得到图如下。可以看出，在0.5秒处，信号的2,3,4阶频率发生了偏移，并不是能量泄露造成的。实际上1阶也有偏移，只是不明显；而随着阶数的增高偏移越来越大。

[ 本帖最后由 songzy41 于 2009-4-21 09:03 编辑 ]

zhwang554

楼上的图更清晰表明数据是由2段稳态信号组成的,分界点在中间

[ 本帖最后由 zhwang554 于 2009-4-21 10:33 编辑 ]

zhwang554

　　说明一下.这个贴子应该在地扳贴子前面, 因须修改图 编辑时将整个贴子拆除了, 再发表就排在后面了, 不知管理版面的能否改过来.
　　数据共10000个,对全部数据(1000-9192)作N=8192的fft的振幅谱如图1所示.4个频率旁都有另1组.(楼主的图也有,也是楼主的疑问)

                     　　图1 全部数据的N=8192 fft振幅谱

　　若用fft时移相位差校正法,即取2N个数据,前N和后N数据分别作fft得振幅谱a1和a2,a1和a2形状重合表明是稳态信号,可以校正.不重合, 表明前后频率不一样,不是稳态信号,不能校正.
　　对本数据文件分段进行N=1024的时移相位差校正法;
　　图2a是数据1000-3048的2路fft对数振幅谱,a1和a2重合,是稳态信号
　　图2b是数据4000-6048的2路fft对数振幅谱,a1和a2不重合,不是稳态信号
　　图2c是数据6000-8048的2路fft对数振幅谱,a1和a2重合,是稳态信号
　　图2b的谱是图2a和图2c的组合
　　所以很明显,数据分2段,每一段都是稳态的,前一段约5000个和后一段5000个不一样,可以再细分段作fft证实这一点.所以作全部数据的fft就出现二组频谱.之於什么原因造成的还须分析.

                           　　图2 三段数据的时移相位差法的2个fft振幅谱

　　[ 本帖最后由 zhwang554 于 2009-4-21 13:19 编辑 ]

zhwang554

   采样数据.txt 是前后2部分数据组成的,每一部分都是稳态的,可分别进行fft/apfft较正
   前段数据的fft/apfft谱如图1所示.
   图1a中兰色为N=1024阶fft对数振幅谱a1,红色为apfft对数振幅谱a2,a1和a2的频谱形状相同的信号为稳态信号,
   图1b中兰色为fft相位谱a1,红色为apfft相位谱,在5个振幅以峰值处apfft相位谱都是水平的,说明都只有一个频率成分,都可以校正.

校正后的5个成分的频率f,振幅a和相位p值为
f1 =18.117  a1=869.53  p1=187.02
f2 =113.28  a2=296.71  p2=84.166
f3 =317.07  a3=1467.4  p3=20.983
f4 =620.88  a4=343.78  p4=30.945
f5 =1026.3  a5=7.7855  p5=27.063
     对照p1-p5和图1b的相位值,是一一对应的.对照6楼中图1的频率值和振幅值,也是一一对应的.



              图1  前段悬臂梁的脉冲响应数据的N=1024阶fft/apfft谱分析

   后段数据的fft/apfft谱如图1所示.
   图1a中兰色为N=1024阶fft对数振幅谱a1,红色为apfft对数振幅谱a2,a1和a2的频谱形状相同的信号为稳态信号,
   图1b中兰色为fft相位谱a1,红色为apfft相位谱,在5个振幅以峰值处apfft相位谱都是水平的,说明都只有一个频率成分,都可以校正.
    校正后的5个成分的频率f,振幅a和相位p值为
f1 =19.432  a1=653.14  p1=2.1554  
f2 =121.45  a2=214.52  p2 =57.382
f3 =339.63  a3=1019.2  p3 =151.55
f4 =665.3   a4=208.34  p4 =137.15
f5 =1099.3  a5=3.3859  p5 =106.84
   对照p1-p5和图1b的相位值,是一一对应的.对照6楼中图1的频率值和振幅值,也是一一对应的.
   对照前段和后段的f1-f5,是不同的,后段比前段频率都高,频率越大差距越大.

              图2  后段悬臂梁的脉冲响应数据的N=1024阶fft/apfft谱分析

   由於采样数据.txt 共有10000个数据,前后分别为5000个数据,可以分别作N=2048阶fft/apfft谱分析.

       N=1024和N=2048阶二种都作了,比较后5个频率校正值基本相同,所以用N=1024阶fft/apfft即可, 图1b和图2b的水平相位特性很明显.

   如果将全部数据做N=4096阶fft/apfft谱分析,得数据的fft/apfft谱如图3所示.
   图3a中兰色为N=1024阶fft对数振幅谱a1,红色为apfft对数振幅谱a2,a1和a2的频谱形状大不相同的,说明信号为非稳态信号,
   图3b中兰色为fft相位谱a1,红色为apfft相位谱,在5个振幅以峰值处apfft相位谱都不是水平的,说明都不只有一个频率成分,都不可以校正.正是图3发现整个数据是非稳态的.

                    图3 全部数据悬臂梁的脉冲响应数据的N=4096阶fft/apfft谱分析



[ 本帖最后由 zhwang554 于 2009-4-21 18:49 编辑 ]