MATLAB实现基于加窗FFT的谐波信号频谱分析系统

资 源 简 介

本项目采用加窗FFT技术优化离散傅里叶变换，有效抑制谐波分析中的频谱泄露和栅栏效应。支持汉宁窗、汉明窗等自定义窗函数，显著提升频谱分辨精度，适用于信号处理与频谱分析场景。

详 情 说 明

基于加窗FFT的谐波信号离散傅里叶变换分析系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的谐波信号频域分析系统，核心解决传统离散傅里叶变换(DFT)在谐波分析中面临的频谱泄露和栅栏效应问题。系统通过集成加窗处理技术和频谱插值算法，显著提升了频谱分析的精度和分辨率，适用于电力系统、音频处理、振动分析等领域的谐波测量需求。

功能特性

• 精确DFT算法实现：完整实现离散傅里叶变换算法，支持实数/复数信号处理
• 多窗函数支持：内置汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等多种窗函数，有效抑制频谱泄露
• 栅栏效应优化：采用频谱插值技术减轻频率量化误差，提高频率测量精度
• 智能分析报告：自动生成包含主要频率成分、幅值、相位等参数的详细分析报告
• 多维度可视化：提供时域波形、频谱图、加窗效果对比等丰富图表展示

使用方法

基本输入参数

• 时域信号序列：一维实数或复数数组，表示采样得到的谐波信号
• 采样频率：标量数值，单位Hz
• 窗函数类型：字符串参数（如'hann','hamming','blackman'等）
• 信号参数（可选）：基波频率、谐波次数等先验信息

输出结果

1. 频谱幅度：复数数组，表示变换后的频域信号
2. 频率坐标轴：对应频谱点的实际频率值数组
3. 加窗后时域信号：经过窗函数处理后的时域波形
4. 频谱分析报告：主要频率成分、幅值、相位等参数的表格数据
5. 可视化结果：时域波形图、频谱图、加窗效果对比图等多组图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（用于专业窗函数支持）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上用于处理大规模信号）

文件说明

项目中的主执行文件实现了系统的核心处理流程，包括信号数据载入与预处理、窗函数选择与加窗操作、离散傅里叶变换计算、频谱泄露抑制处理、栅栏效应插值校正、频域参数自动提取以及分析结果可视化输出等功能模块。该文件整合了所有算法组件，提供完整的谐波分析解决方案。