MATLAB希尔伯特变换信号包络谱分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过希尔伯特变换实现信号包络提取与频谱分析，包含信号预处理、解析信号计算和包络提取模块，适用于机械故障诊断与振动信号分析场景。

详 情 说 明

基于希尔伯特变换的信号包络谱分析系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的信号包络谱分析系统，基于希尔伯特变换技术，能够有效提取信号的包络特征并进行频谱分析。系统适用于机械故障诊断、振动信号分析、生物医学信号处理等领域，能够帮助用户识别信号中的调制特征和主要频率成分。

功能特性

• 信号预处理：提供去噪和标准化处理功能，确保输入信号质量
• 希尔伯特变换：准确计算信号的解析信号表示
• 包络提取：通过解析信号模值获取信号包络线
• 频谱分析：对包络信号进行FFT变换，得到包络频谱
• 结果可视化：同时显示原始信号、包络信号和包络频谱的对比图形
• 特征参数提取：自动分析包络峰值频率和主要频率成分

使用方法

基本调用

% 输入信号数据和时间序列参数 signal = your_signal_data; % 一维时域信号数组 fs = 1000; % 采样频率

% 调用主分析函数 [analytic_signal, envelope, envelope_spectrum] = main(signal, fs);

可选参数设置

% 设置分析参数 options.signal_length = 1024; % 信号长度 options.filter_params = [0.1, 0.9]; % 滤波参数 options.freq_range = [0, 500]; % 频谱分析范围

% 带参数调用 results = main(signal, fs, options);

输出结果

系统返回以下分析结果：

• 解析信号（复数数组）
• 包络信号（实数数组）
• 包络频谱（幅度谱数组）
• 可视化图形显示窗口

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox
• 内存要求：建议至少4GB RAM（处理长信号时需更多内存）
• 显示要求：支持图形显示功能

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了从信号输入到结果输出的完整分析链路。该文件包含了信号预处理模块，负责对原始数据进行去噪和标准化处理；集成了希尔伯特变换算法，用于生成解析信号；实现了包络提取功能，通过计算模值获得信号包络；提供了频谱分析能力，采用FFT技术对包络信号进行频域转换；同时具备结果可视化功能，能够生成包含原始信号、包络信号和频谱图的多子图显示界面。