基于MATLAB的FFT信号谐波分析与频域特征提取系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过FFT算法实现高效的信号频域分析，自动识别谐波成分并提取频率、幅值等特征，生成详细分析报告，适用于电力系统、音频处理等场景的谐波检测需求。

详 情 说 明

基于FFT的信号谐波分析与频域特征提取系统

项目介绍

本项目是一个专业的信号谐波分析工具，通过快速傅里叶变换（FFT）算法对输入信号进行频域分析。系统能够精确识别信号中存在的谐波成分，自动检测各次谐波的频率和幅值特征，并生成详细的谐波分析报告。系统包含信号预处理、频谱计算、峰值检测和结果可视化等功能模块，适用于电力系统分析、音频信号处理、振动分析等领域的谐波特性研究。

功能特性

• 信号预处理：支持多种窗函数处理（汉宁窗、汉明窗等），有效抑制频谱泄漏
• 频域分析：采用FFT算法实现高效的频谱计算
• 谐波识别：自动检测信号中的各次谐波成分，精确提取频率和幅值参数
• THD计算：自动计算总谐波失真度，评估信号质量
• 能量分析：分析基波与各次谐波的能量占比分布
• 可视化显示：生成直观的频谱图和谐波分析结果图表
• 多通道支持：可同时处理单通道或多通道信号数据

使用方法

1. 准备输入数据：准备时域信号数据，记录采样频率和信号长度
2. 设置分析参数：可选设置窗函数类型、分析频率范围、谐波次数阈值等参数
3. 运行分析系统：执行主程序开始谐波分析
4. 查看分析结果：系统将输出谐波频率列表、各次谐波幅值、频谱图可视化显示以及完整的谐波分析报告

基本参数说明：

• 时域信号数据：单通道或多通道信号数组
• 采样频率：信号采集时的采样率（单位：Hz）
• 信号长度：信号的采样点数
• 窗函数类型：可选汉宁窗、汉明窗等，用于减少频谱泄漏

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 内存：至少4GB RAM（处理大数据量时建议8GB以上）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能流程，包括信号数据的读取与验证、参数设置的接收与处理、窗函数的选择与应用、快速傅里叶变换的执行、频谱特性的计算分析、谐波成分的自动识别与特征提取、总谐波失真度的评估计算、分析结果的可视化展示以及最终分析报告的生成与输出。该文件作为整个系统的调度中心，协调各功能模块协同工作，确保分析过程的完整性和准确性。