东南大学机械工程学院测试技术课程设计
图（20）
慢录快放：
录音的采样频率为44.1KHz，若播放采样频率为过大或多小，则会失真
2.3 讨论
1）该设置至少为多少的采样频率？采样长度多长为合适？ 设置采样频率为44.1KHz。
经查阅资料可以知道：人耳能听到的声音频率为20Hz到20000Hz，由于采样定理在实际工作中应用时，一般选被处理信号中最高频率的2.56倍，所以设置采样频率为51.2KHz。在蓝光影音MP3录音机中最接近51.2KHz的录音频率为44.1KHz,所以在录音软件中设置的采样频率为44100Hz，如果在MATLAB中设置的采样频率比该频率大许多或者小许多,通过程序语句sound(x1,44100)播放的声音文件与原文件具有明显的失真现象,所以为了避免造成严重的失真,在MATLAB中采样频率设置为44100Hz。
根据几次实验确定采样点数为1024。
2）不同人员讲话声音的时域、频域有什么区别？根据你的分析，该怎样区分不同人员的讲话声音？
通过观察时域图形,我们可以发现不同人讲话的时候,时域最直观的区别就是幅值不同。 通过观察频域图形，我们可以发现不同人讲话的时候，他们说话时不同频率范围内声音的幅
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值不同，有的人说话音调比较高，他的声音频率的高频段的幅值比较大。有的人说话音调较低，那么他的声音频率的低频段的幅值比较大。
我们可以通过分析不同人声音频谱图中较大幅值对应的频率范围就可以区别不同人员的讲话声音。
3）要使他人不易识别你的讲话声音，该怎么处理？
如果要使他人不易识别自己的讲话声音，根据上述分析，我们应该让我们的声音的特征频段的频率改变，可以采取的方法有使声音发生失真或者降低处理不失真的声音的频率分辨率。前者可以在采样的时候不满足采样定理采样，让采样频率低于最高频率的两倍，使信号发生混叠，产生失真；后者可以通过增加采样频率或者减少采样点数（参考设计题目一的分析2）的方法来具体实现。
3、设计题目三： 机械运行数据分析与处理
3.1题目：
转子实验台数据说明
文件名称
参数 转速 采样长度
1.txt
传感器 单位 每转采样点数
转速 采样长度
2.txt
传感器 单位 每转采样点数
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2234rpm 1024
电涡流位移传感器
?m
64 2169rpm 1024
电涡流位移传感器
?m
64
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上述数据为某转子试验台运行时的振动位移数据，利用软件对其进行频谱计算，得到其时域和频域特征，分析机器振动原因：不平衡、不对中故障特征及其诊断方法。
3.2 实验数据
数据说明
转速：2234rpm； 采样长度：1024；
传感器：电涡流位移传感器 采样点数：1024； 转动频率37.23Hz；
则采样频率为其频率的64倍，取2383Hz 原程序为：
x=textread('1.txt'); %读取txt数据 Fs=2383; %采样频率 L=1024; %数据长度 NFFT=1024; %采样点数 T=1/Fs; t=(1:L)*T; subplot(2,1,1);
plot(Fs*t,x); %绘制时域图 X=fft(x,NFFT)/L; %进行快速傅里叶变换 f=Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); subplot(2,1,2);
plot(f,2*abs(X(1:NFFT/2+1))); %绘制单边谱 对应谱图：
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数据二： 数据说明：
转速：2169rpm；采样长度：1024；传感器：电涡流位移传感器 采样点数：1024；转动频率36.16Hz； 则采样频率为其频率的64倍，取2314Hz 源程序改为：
x=textread('2.txt')，Fs=2314;，L=1024，NFFT=1024
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利用软件对其进行频谱计算，得到其时域和频域特征，分析机器振动原因：不平衡、不对中故障特征及其诊断方法。 结论分析：
根据两图中相同频率分布的低频大概40HZ处幅值较高，与理论相符，但第二幅图中在高频处也有几处高辐出现，比如说440Hz左右，根据机理说明此处有不平衡等引起的震动故障。
3.3 讨论：
通过观察两个试验台的频谱分析，可以发现，试验台一的谐波分量呈现一定的规律性，清晰并逐渐衰减，试验台二频谱谐波分量随机性较强，混乱复杂，并且高频信号偏多，初步判断试验台一的故障为不对中，因为不对中为一个系统误差，系统误差在运行中会呈现规律性，试验台二的故障为不平衡，因为不平衡会导致系统的随机误差偏大。同时，试验台二的要注意检查一下试验台中固有频率在频谱图中较大幅值对应的频率附近的零件的使用情况，看看是否因为共振使零件发生损坏。
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结论
本次试验主要是学习获取信号、并对信号进行数学处理，以获得相关结论。实验中利用数学处理软件matlab来实现信号的分析处理，使得实验数据的处理更加方便，快捷。
致谢
试验的顺利完成，一方面需要感谢指导老师对我们理论知识的教授，是我们掌握了实验所需要的基本技能；另一方面，也要感谢学长的认真指导，让我们在实验中获益匪浅。
参考文献
[1] 测试技术.。贾民平等编著. 北京：高等教育出版社. 2001.12
[2] MATLAB信号处理与应用。董长虹主编。北京：国防工业出版社，2005.84-89 [3] MATLAB在数字信号处理中的应用。薛年喜。北京：清华大学出版社，2003.117-130
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