MATLAB功率谱密度估计多算法实现与分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现了多种经典功率谱密度估计算法，包括周期图法、间接法、Bartlett法和Welch法，提供统一接口调用和对比分析功能，帮助用户快速评估信号频域特性。

详 情 说 明

基于MATLAB的多方法功率谱密度估计实现与分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的功率谱密度(PSD)估计与分析系统，实现了多种经典PSD估计算法。系统提供了统一的算法调用接口，支持参数自定义设置，并具备算法性能比较和可视化分析功能，为信号处理研究者和工程师提供了全面的PSD分析工具。

功能特性

• 多算法支持：实现直接法(周期图法)、间接法(自相关函数法)、Bartlett法(分段平均周期图法)和Welch法(加窗重叠分段平均法)
• 参数自定义：支持采样频率、FFT点数、分段长度、重叠比例、窗函数类型等参数灵活配置
• 性能分析：提供估计方差、频谱分辨率、计算效率等性能指标对比
• 可视化展示：生成PSD对比图、参数影响分析图等直观图表
• 技术核心：基于FFT技术、自相关函数计算、数据分段与窗口函数处理等先进信号处理技术

使用方法

基本调用

% 输入时域信号序列（一维实数或复数数组） signal = your_signal_data;

% 设置算法参数（可选） params.Fs = 1000; % 采样频率 params.NFFT = 1024; % FFT点数 params.segmentLength = 256; % 分段长度 params.overlapRatio = 0.5; % 重叠比例 params.windowType = 'hamming'; % 窗函数类型

% 执行PSD估计 results = main(signal, params);

输出结果

• 频率向量：归一化频率或实际频率序列
• 功率谱密度：各算法对应的PSD估计值
• 性能指标：方差比较、分辨率分析、计算时间统计
• 可视化图形：多算法PSD对比图、参数敏感性分析图

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)
• 推荐内存：4GB以上
• 磁盘空间：100MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的所有核心功能，包括信号数据预处理、多种PSD估计算法的实现与调度、参数配置管理、结果计算与性能指标分析，以及可视化图形的生成与展示。该文件作为系统的主要入口，提供统一的用户接口，确保各算法模块的协调运行和结果输出的完整性。