基于MATLAB的信号包络分析系统

资 源 简 介

该系统实现信号包络分析功能，可提取时域信号的上、下包络线，适用于平稳与非平稳信号处理，支持机械故障诊断、生物医学信号处理等应用场景。

详 情 说 明

基于MATLAB的信号包络分析系统

项目介绍

本系统是一个基于MATLAB的信号包络分析工具，专门用于对时域信号进行包络提取和分析。系统能够准确计算出信号的上包络线和下包络线，适用于平稳和非平稳信号的处理需求。该系统在机械故障诊断、生物医学信号处理和通信系统分析等领域具有广泛的应用价值。

功能特性

• 多方法包络提取：支持希尔伯特变换法、局部极值点检测结合三次样条插值等多种包络提取算法
• 自适应参数设置：可根据信号特性自动计算最优平滑窗口大小，也可手动调整参数
• 信号平滑处理：采用移动平均滤波技术对包络线进行平滑处理，提高分析精度
• 全面可视化展示：同时显示原始信号、上包络线和下包络线的三线对比图
• 详细分析报告：自动生成包含包络特征统计信息的分析报告（最大/最小包络值、包络波动幅度等）

使用方法

基本调用方式

% 输入信号数据（一维实数向量）和采样频率 signal = your_signal_data; % 输入信号 fs = 1000; % 采样频率（Hz）

% 调用包络分析函数 [upper_env, lower_env, analysis_report] = main(signal, fs);

高级参数设置

% 可选的参数设置 params.smooth_window = 50; % 平滑窗口大小（默认自动计算） params.interp_method = 'spline'; % 插值方法选择

% 带参数调用 [upper_env, lower_env, analysis_report] = main(signal, fs, params);

输出结果

• upper_env: 上包络信号（与输入信号等长的一维实数向量）
• lower_env: 下包络信号（与输入信号等长的一维实数向量）
• analysis_report: 包含包络特征统计信息的结构体

系统要求

• MATLAB版本: R2018a或更高版本
• 必需工具箱: 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 操作系统: Windows 7/10/11, macOS 10.14+, Linux各主要发行版

文件说明

该系统的主程序文件整合了完整的包络分析流程，包含信号预处理、包络线计算、结果可视化和分析报告生成等核心功能。具体实现了基于希尔伯特变换的包络提取算法，通过局部极值点检测与三次样条插值技术构建包络线，并采用移动平均滤波进行平滑优化处理。同时具备参数自适应调整能力和多种插值方法选择功能，确保对不同类型信号的分析准确性。