将示波器数据导入到MATLAB/Simulink

本文介绍如何使用MATLAB/Simulink进行FFT分析。首先将实验数据导入MATLAB,然后利用Simulink搭建FFT分析模型,最后获取系统的幅频和相频特性。

版本号:MATLAB 2018b

MATLAB/Simulink有这强大的功能,有时我们希望借助Simulink的强大功能来处理我们的实验数据。如对实验波形进行FFT分析。

下图为我建立的一个simulink工程,我要实验的功能是,采集系统的输入与输出,并对输入和输出进行FFT分析,最终得到我们系统的幅频和相频特性。

工程获取链接:https://download.youkuaiyun.com/download/qq_36697422/15879330

第一步,将实验波形存储为.CSV格式的文件,将CSV中的数据导入到MATLAB的工作空间。

去除没有用的数据,数据类型选为数值矩阵格式。

如图

第二步,如果数据分离(数据中有多头通道数据时)

我采集了输入与输出波形,因此,导入的数据scope91为999×3的double类型的数据,通过下边的命令将数据分离出来。

vin=[scope92(:,1),scope92(:,2)];vout=[scope92(:,1),scope92(:,3)];

可以发现,工作空间出现了分离之后的数据。

第三步,配置Simulink

点击OK,保存设置。

运行simulink就可以获得实验波形了。

后续将分享如何利用simulink的模块进行FFT分析以及数据处理。

### 将示波器数据导入MATLAB并进行FFT分析的步骤 #### 1. 数据预处理 从示波器导出的数据通常为CSV格式,需对其进行初步处理以确保其适合后续分析。删除无关信息(如示波器相关信息),仅保留实验数值,并修改表头名称以便与Simulink模型中的变量名对应[^1]。 #### 2. 导入CSV文件到MATLAB 将处理后的CSV文件直接拖入MATLAB工作区,或者使用`readtable`函数加载数据。例如: ```matlab data = readtable('filename.csv'); ``` 此命令会将CSV文件内容读取为表格形式。如果需要将其转换为矩阵形式,可以使用以下代码: ```matlab dataArray = table2array(data); ``` 完成上述操作后,检查工作区是否正确显示了导入的数据[^2]。 #### 3. 构建Simulink模型 在Simulink中搭建简单的FFT分析模型。可以选择两种方式之一实现FFT仿真,具体取决于实际需求[^1]。确保模型中的输入端口名称与CSV文件中的表头名称一致。 #### 4. 设置仿真时间 在进行FFT分析之前,必须调整仿真时间以匹配CSV文件中的时间范围。如果原始数据的时间轴包含负值,则需要将其转换为正值并重新排序。例如: ```matlab time = dataArray(:, 1); % 假设第一列为时间 if any(time < 0) time = abs(time); % 转换为正值 end ``` 此外,还需在Simulink中设置仿真起始时间和终止时间,确保其覆盖整个数据范围[^1]。 #### 5. 运行FFT分析 运行Simulink仿真后,点击`powergui`模块中的FFT工具按钮,按照提示选择待分析的数据段。最终生成的FFT结果图展示了频率分量及其幅值[^3]。 #### 6. 检查与校准 为了验证FFT分析结果的准确性,可将MATLAB中通过`plot`绘制的波形与示波器保存的图片格式波形对比,确保两者一致。若幅值不匹配,则需考虑示波器探头倍率或内部衰减的影响,并在程序中进行相应调整[^2]。 ```matlab figure; plot(dataArray(:, 1), dataArray(:, 2)); % 假设第二列为电压值 xlabel('Time (s)'); ylabel('Voltage (V)'); title('Waveform from Oscilloscope Data'); ``` ### 注意事项 - 确保CSV文件的时间和幅值列正确对应。 - 如果数据点数较多,建议对数据进行适当的降采样处理。 - 在FFT分析前,务必检查数据是否已去噪和平滑处理。
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