MATLAB随机信号谱分析工具箱与质量评估系统

资 源 简 介

本MATLAB工具箱提供多种经典随机信号谱估计算法，支持离散信号通过线性系统的功率谱分析。用户可根据信号特性选择合适的谱估计方法，系统自动对估计结果进行定量质量评估和对比分析。

详 情 说 明

随机信号谱分析工具箱设计及质量评估系统

项目介绍

本项目开发了一个功能完整的随机信号谱分析工具箱，专注于对离散随机信号通过线性时不变系统的响应进行功率谱估计。系统集成了多种经典谱估计方法，支持用户根据信号特性选择合适的算法，并对不同方法的估计结果进行定量质量评价。通过可视化界面直观展示原始信号、功率谱密度图及相关质量指标对比，为科研人员和工程技术人员提供了一套可靠的谱分析解决方案。

功能特性

• 多方法谱估计：集成自相关函数法、周期图法、Welch法、MUSIC法等多种经典谱估计算法
• 系统响应分析：支持线性时不变系统参数输入，分析系统对随机信号的响应特性
• 参数灵活配置：可自定义窗函数类型、分段长度、重叠率、频率分辨率等关键参数
• 质量评估体系：提供方差、偏差、分辨率等定量指标的质量评估报告
• 性能对比分析：计算各算法效率并进行对比，给出最优方法推荐和参数优化建议
• 时频分析展示：同时展示原始信号与系统响应信号的时频分析结果
• 可视化界面：直观显示功率谱密度估计图和多方法对比结果

使用方法

基本输入参数

1. 离散随机信号序列：单通道或多通道时间序列数据
2. 系统参数（可选）：线性时不变系统的传递函数系数或脉冲响应
3. 算法参数设置：窗函数类型、分段长度、重叠率、频率分辨率等
4. 采样频率：信号的采样频率（必需参数）

输出结果

1. 功率谱密度估计图（各方法对比可视化）
2. 谱估计质量评估报告（包含方差、偏差、分辨率等指标）
3. 各算法计算效率对比分析
4. 最优方法推荐及参数优化建议
5. 原始信号与系统响应信号的时频分析结果

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 统计和机器学习工具箱（Statistics and Machine Learning Toolbox）
• 推荐内存：4GB 或以上
• 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控制逻辑，主要负责用户交互界面的呈现、各类输入参数的接收与验证、多种谱估计算法的统一调度执行、计算结果的综合质量评估与分析比较、可视化图形的生成与展示，以及最终分析报告的自动生成与输出。该文件作为整个工具箱的入口点，协调各功能模块协同工作，确保谱分析流程的完整执行。