MATLAB环境下的经典功率谱估计算法与可视化系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了多种经典功率谱估计算法，支持对随机、周期及混合信号进行频谱分析。提供交互式界面与脚本模式，用户可灵活选择周期图法、Welch法等方法，并实时查看分析结果与可视化图表。

详 情 说 明

MATLAB环境下的经典功率谱估计程序开发与可视化系统

项目介绍

本项目在MATLAB平台上实现了多种经典功率谱估计算法，支持随机信号、周期信号及混合信号的频谱分析。系统采用直观的交互式界面与自动化脚本模式，用户可选择不同的估计方法，并实时查看功率谱密度曲线图。该系统集成了噪声抑制、分辨率调整及多窗口显示功能，适用于信号处理教学与工程分析场景。

功能特性

• 多种估计算法：支持基于快速傅里叶变换（FFT）的周期图法、分段平均Welch算法（含窗函数优化与重叠处理）
• 灵活的信号输入：支持一维时间序列信号（可通过.txt、.mat文件导入或手动输入数组）
• 参数自定义：用户可设置采样频率、信号长度、窗函数类型（Hamming、Hanning等）、分段长度与重叠比例
• 丰富的可视化：实时显示功率谱曲线图（频率-功率关系），支持对数坐标显示和多算法对比叠加图
• 数据导出功能：支持功率谱数据导出为.mat/.csv文件，图形保存为.png/.fig格式
• 噪声抑制与分辨率调整：提供信号预处理和谱估计精度控制功能

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件进入系统界面
2. 信号输入：选择文件导入或手动输入信号数据
3. 参数设置：根据分析需求设置采样频率、窗函数类型、分段参数等
4. 算法选择：从可用功率谱估计算法中选择合适的方法
5. 结果查看：系统自动计算并显示功率谱密度曲线，支持多种显示模式
6. 数据导出：根据需要保存功率谱数据或图形结果

系统要求

• MATLAB R2018b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：至少100MB可用空间

文件说明

主程序文件承担了系统核心功能的集成与调度，实现了图形用户界面的构建与事件处理，包含信号数据的读取与预处理模块、多种功率谱估计算法的调用接口、可视化图形的生成与显示控制，以及数据导出功能的执行管理。该文件通过统一的交互逻辑将各功能模块有机整合，为用户提供完整的功率谱分析工作流程。