MATLAB实现加速度信号的振动位移转换与信号处理系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过对加速度传感器采集的振动信号进行滤波、基线校正等预处理，应用数值积分算法完成加速度到位移的两次积分转换，输出精确位移时程曲线，适用于结构健康监测与振动分析领域。

详 情 说 明

基于加速度信号的振动位移转换与信号处理系统

项目介绍

本项目是一个专业的振动信号分析与处理系统，专门用于将加速度传感器采集的振动信号通过二次积分转换为位移时程数据。系统集成了先进的数字信号处理技术，能够对原始加速度数据进行滤波、基线校正等预处理，并通过数值积分算法精确计算出对应的速度和位移信号。系统还提供了信号质量评估功能，确保积分结果的可靠性和准确性。

功能特性

• 数据读取支持：兼容.mat和.csv格式的三轴加速度时程数据输入
• 信号预处理：采用巴特沃斯/切比雪夫数字滤波器进行信号滤波，消除高频噪声干扰
• 基线校正：自动检测并消除信号中的直流分量和趋势项，提高积分精度
• 数值积分运算：实现梯形法和辛普森法两种数值积分算法，完成加速度到速度、速度到位移的二次积分转换
• 结果可视化：生成预处理后的加速度、积分得到的速度和位移信号的时程曲线图
• 质量评估：提供信号处理质量报告，包含信噪比、积分误差等关键指标分析
• 频域分析：输出位移信号的FFT频谱图，供频域特性分析使用
• 精度验证：支持导入参考位移数据，进行结果精度验证和误差分析

使用方法

1. 准备输入数据：确保加速度数据文件（.mat或.csv格式）符合要求格式
2. 设置参数：配置采样频率、传感器灵敏度系数等必要参数
3. 运行系统：执行主程序启动信号处理流程
4. 查看结果：系统自动生成处理结果图表和质量报告
5. 验证精度：如提供参考位移数据，系统将自动进行精度对比分析

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持的操作系统：Windows 10/11，Linux，macOS

文件说明

主程序文件实现了整个系统的核心处理流程，包括数据读取与解析、信号预处理滤波、基线校正处理、数值积分运算、结果可视化展示以及信号质量评估分析。该文件整合了所有关键算法模块，能够根据用户输入的参数自动完成从原始加速度数据到位移结果的完整转换过程，并生成相应的分析图表和评估报告。