[Matlab] matlab对于浪高仪测出来的波面变化数据如何进行处理得到其海浪谱

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使用 MATLAB 处理浪高仪波面变化数据得到海浪谱
1 G; D# }/ n. B步骤:
8 H; O1 X# R5 J4 `' ^( n7 `4 m/ d; g% t6 L, q
数据预处理
4 M. Z! I' z+ Y- q- p7 V/ S6 l( u  L9 ]
读取浪高仪测得的波面变化数据。
% X8 l4 R. @: |7 g- \4 X去除数据中的异常值。2 {, s5 L1 }7 l5 ?" W
对数据进行平滑处理。' k5 j7 V8 M) M
计算波浪谱. Q, W3 l, a9 @: n
& u7 l' f9 p5 X: R
使用 Welch 方法将波面变化数据转换为频域。# Q" S& P' O$ Z5 A% z2 l
计算波浪谱的各个分量,如波峰频谱、波谷频谱、能量谱等。
, Q5 g  W3 s3 E5 ~+ `3 n分析海浪谱- G+ {. _* K+ a
+ L2 D8 c2 j6 _$ U  |8 ~
根据波浪谱的各个分量,可以分析海浪的特性,如主周期、主波高、平均波高、显著波高等。
! n& o7 i! S4 v2 p/ c5 Z( J以下是使用 MATLAB 处理浪高仪波面变化数据得到海浪谱的具体代码:3 B  L# Y% d% l  Y0 z& u
" T, X$ I9 ?) I. |
Matlab. v& S, p1 h) K0 ~: A0 ]+ g
% 读取数据
- T0 u) y! F* D0 ~data = load('wave_data.mat');/ f& u% G' I5 b# ]" \2 k
2 g. H. Z4 j5 J+ q: t, Z3 z
% 去除异常值! Z+ F7 ?. A% F
data = data(abs(data) < 10);
9 A; v# e1 l3 \. K% `6 q" J- T: r3 y1 r, C! [+ U
% 平滑处理
; x. l" y6 w1 {$ r; Kdata = smooth(data, 10);! L& d9 n. Q. Q* f9 M1 a. i' ~* W
" i4 M" g# A( c, f
% 计算波浪谱2 F* E1 c* Z- r$ v
[psd, f] = pwelch(data, [], [], 'power');; |# Z1 I  ^2 O& k! U" m& j* Z: [

* P  [' \# ?" g$ m5 ]  P% 计算波峰频谱
  f  H; N2 n% A9 Wpeak_psd = max(psd);
! k+ [+ l/ s# C3 A3 |! qpeak_f = f(psd == peak_psd);) g% d9 l  |6 ~* H5 }1 \
0 h! n7 R. j4 w; f4 D
% 计算波谷频谱
2 l0 q, q' F' _% v4 [trough_psd = min(psd);, Z+ a  \  K. r% x1 B3 T8 z
trough_f = f(psd == trough_psd);8 m# o7 U( F8 w, C& m: b  a# C
) }" _* y2 D# U
% 计算能量谱
* P/ R$ _: `0 Z0 b/ Z  J9 Genergy_psd = sum(psd);6 e  e( _1 g" n  B) r
# T+ p& F8 S4 u
% 分析海浪谱! Q; e1 ^5 ?" a; u% U, @  Y
% ...
0 ~: a6 {  p' T$ \9 X9 x
  P( K4 g; z: }" {1 ^' v4 a) ^% 绘图
4 _8 S- R8 A% a) T2 v8 E5 _4 U; {plot(f, psd);+ f) C7 q% `# n- g
xlabel('Frequency (Hz)');3 e' R! E; m9 L0 F3 T4 i
ylabel('Power Spectral Density (m^2/Hz)');5 p( c; j* F" g& X
, q: s  V2 i- W& f1 Z- w/ W. N- g
% 保存结果
2 X8 a, ~% E4 m* s0 K6 \6 nsave('wave_spectrum.mat', 'psd', 'f', 'peak_psd', 'peak_f', 'trough_psd', 'trough_f', 'energy_psd');. r4 R9 V2 j1 ^& t: G% q
请谨慎使用代码。
" O  Q( I4 y8 F* |  C% H注意事项:1 o- E/ L1 v" B9 U. m2 c2 O( C8 r

" [6 a5 p0 }0 C3 v. V: c采样频率要足够高,才能准确地计算海浪谱。
. t3 L) k' s8 b! P, L数据长度要足够长,才能得到稳定的海浪谱。
4 y' d9 E' z9 r; u! U: B/ k( f, r需要根据具体的应用场景选择合适的波浪谱分析方法。
9 u/ X" N0 O/ v) a% A参考资料:
" o' F  ?: O' S6 w( W7 Z" S6 ^( i2 d8 T! l6 D7 v0 f* I  h8 ?
MATLAB Wavelet Toolbox: www.52ocean.cn& v  C. G# p* X- c
Ocean Wave Spectra: https://wikiwaves.org/Ocean-Wave_Spectra
2 p$ \# a6 W1 z+ q改进:
& i) T& [! U7 g& P1 l8 J* R, J8 x# R3 S7 `
使用 Welch 方法代替傅里叶变换计算波浪谱,可以提高计算效率。  z- i1 A$ z; @% B% W! _& F
增加对波峰频谱、波谷频谱、能量谱的计算和分析。
发表于 2024-3-29 10:18:51

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是什么品牌的波潮仪?一般厂家都有算法的呀,我们代理的NKE的波潮仪,就是可以帮忙给出对应的算法哦
发表于 2024-3-29 10:25:12

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xinghai
活跃在2024-4-3
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