基于SVD-TLS-ESPRIT算法的MATLAB信号谐波恢复仿真系统

资 源 简 介

本项目实现了一种改进的ESPRIT谐波恢复方法，结合奇异值分解（SVD）和总体最小二乘（TLS）技术，提升谐波参数估计的精度和鲁棒性。通过MATLAB仿真，可有效分析含噪声信号中的谐波成分。

详 情 说 明

基于SVD-TLS-ESPRIT算法的信号谐波恢复仿真系统

项目介绍

本项目实现了一种改进的ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）谐波恢复方法，结合奇异值分解（SVD）和总体最小二乘（TLS）技术。系统能够从含噪信号中准确估计谐波频率、幅度和相位参数，并进行信号重构验证。通过仿真实验验证算法在不同信噪比条件下的性能表现，为信号处理领域的研究和应用提供有效的谐波分析工具。

功能特性

• 高精度参数估计：采用SVD-TLS-ESPRIT联合算法，显著提高谐波频率、幅度和相位的估计精度
• 鲁棒噪声抑制：通过SVD信号子空间提取有效分离信号与噪声分量
• 自适应参数配置：支持灵活的算法参数设置，适应不同信号条件
• 全面性能评估：提供多种性能指标分析，包括均方误差、估计偏差和计算效率
• 直观结果可视化：生成丰富的图表展示估计结果和算法性能

使用方法

输入参数配置

1. 观测信号设置：定义包含多个谐波分量的一维时间序列（实值或复值）
2. 谐波数量指定：设置待恢复的谐波个数（已知值或估计值）
3. 噪声参数配置：调整加性高斯白噪声的方差或信噪比水平
4. 算法参数调整：配置采样频率、数据长度、子空间维度等关键参数

运行流程

系统按照信号生成、参数估计、性能评估的流程自动执行，用户可通过修改配置参数进行不同场景的仿真实验。

结果输出

• 谐波参数估计结果（频率、幅度、相位）
• 原始信号与重构信号的对比分析
• 算法性能指标统计报告
• 多种可视化分析图表

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 至少4GB内存（建议8GB以上）
• 支持Windows/Linux/macOS操作系统

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括谐波信号仿真生成、SVD子空间分解、TLS-ESPRIT参数估计、信号重构与性能评估等功能模块。该文件整合了完整的算法实现，提供用户交互接口和结果可视化输出，是系统运行的主要入口和功能载体。