[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" V6 [* T7 g" w% j8 ^0 E
步骤:
' ?8 f$ T2 k2 ]8 Z2 _0 `' x: i
数据预处理
/ d$ s) _$ h) Y9 K" z$ r
4 x4 K2 r" ^! K! N读取浪高仪测得的波面变化数据。# Z# ~  k8 j/ n4 Z
去除数据中的异常值。: v* y  S" G: |) s1 T
对数据进行平滑处理。+ T2 E$ \/ k7 W0 O! g) f+ P8 j1 i
计算波浪谱
$ x) f& c. u9 F
6 x- p& g  y6 h7 T" t. J; f5 o使用 Welch 方法将波面变化数据转换为频域。4 e% V2 I) r( Y3 r1 \) v# z
计算波浪谱的各个分量,如波峰频谱、波谷频谱、能量谱等。
6 V8 `) A% C+ E% A; z分析海浪谱! A4 r! U; x9 U. c2 K7 {: m3 n

4 M6 Y8 P8 L, _6 n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。: l, `3 I% f; i0 g& D! v
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:
1 s' z8 x' L) U, Q1 n4 w; t2 A/ n+ x9 m5 M% l4 E( h' V) b
Matlab* j3 A6 g* s$ B1 F' ?3 W  r
% 读取数据
  d5 B- y4 D( Y* Hdata = load('wave_data.mat');
5 y) e4 ?; P% R' X  O& g! \# z# M; U) c
% 去除异常值8 u7 N4 J7 `: T7 {$ c
data = data(abs(data) < 10);0 ^6 }, B5 u4 o& y; [, D

8 Y6 }; U( E9 R. b% 平滑处理! j% u) U2 ~7 B5 n- S5 O) Z
data = smooth(data, 10);4 D( A  k; \5 o5 k
: d4 n  {2 D. g7 F" z& i
% 计算波浪谱
( f# g4 \- I6 l  @8 b4 f1 Z[psd, f] = pwelch(data, [], [], 'power');+ U) L7 ]1 V4 \5 h# B# T: s
; t/ d1 S8 o# B7 j2 Y0 U# N
% 计算波峰频谱
7 z6 ~6 K. a7 S. H2 opeak_psd = max(psd);4 j+ k5 ~* ~4 \( P% g0 R0 p
peak_f = f(psd == peak_psd);' y  U0 C2 |8 ~; L' I
6 t0 z" D  |( _" _3 ^+ y: `
% 计算波谷频谱  s4 [& i" q1 W7 z$ {
trough_psd = min(psd);% y4 G1 T! J8 Q3 p9 |) b
trough_f = f(psd == trough_psd);
9 e" M; Y9 [2 }3 S8 l3 x+ K7 P1 @7 F0 u5 |
% 计算能量谱* ^, S+ G+ \' F; C4 s/ t
energy_psd = sum(psd);
$ d! P* M5 O: N: q% A' P+ L4 v$ F/ o5 Q& e% ~! G: l9 Z
% 分析海浪谱
" Y5 v9 A# @5 s% ...
. Q$ X/ y4 _5 H. w0 ~! \% l7 d, T6 f7 p: C! J6 }
% 绘图
0 T9 s. L+ k! j; H! bplot(f, psd);; W( A3 l0 h/ d% i+ H/ m# K8 {0 a: a
xlabel('Frequency (Hz)');
$ p$ h  P  j) |0 U5 V9 B2 Eylabel('Power Spectral Density (m^2/Hz)');
' ~/ I+ l, E/ J8 {2 b9 L
/ K( r: p. g3 P% 保存结果5 Z" k3 D/ {, ]
save('wave_spectrum.mat', 'psd', 'f', 'peak_psd', 'peak_f', 'trough_psd', 'trough_f', 'energy_psd');2 P. h; G% M( v  B
请谨慎使用代码。, L# y, Z# Q1 I
注意事项:5 y$ L+ p/ g! u; ]. y! v; }/ D2 I$ `

, V- D" J  q. m" |6 f7 N& m( s/ ^采样频率要足够高,才能准确地计算海浪谱。. o' ]3 y2 u* [8 \6 B. K" v
数据长度要足够长,才能得到稳定的海浪谱。, f% o8 L, K& {7 `# W& f8 h
需要根据具体的应用场景选择合适的波浪谱分析方法。9 Z1 S8 c2 P/ s4 L9 ~5 _
参考资料:
/ ^9 i, l, w4 @' O! }  o$ N$ I7 l. k6 W. H1 W& v# I
MATLAB Wavelet Toolbox: www.52ocean.cn
' V- S. o1 t8 J2 P7 HOcean Wave Spectra: https://wikiwaves.org/Ocean-Wave_Spectra$ o8 N: N$ G! t6 l
改进:
( N: e  H! O+ ?& d% ~
2 _  x7 X3 N# a+ _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。2 F5 i1 u1 C+ c1 Z/ u- _$ g0 C. j
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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