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[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
4 _1 S, D4 @& P* y步骤:9 z: J/ v! M& g8 p9 X

# u# N+ D6 Z2 T3 I  @数据预处理
  e, X" y3 f6 a7 Z- R# y/ Z6 E- Z4 e4 F. T
读取浪高仪测得的波面变化数据。
6 F7 s5 s! w! ?: U7 Q去除数据中的异常值。
9 q! L' I0 ]0 a/ Y7 _对数据进行平滑处理。
4 V: @. d1 U3 P8 z计算波浪谱
" v2 {' @/ ~9 d1 _
8 I/ Z# o2 A! v# u5 ~2 \使用 Welch 方法将波面变化数据转换为频域。
, V3 z% W6 ~( k计算波浪谱的各个分量,如波峰频谱、波谷频谱、能量谱等。. ~, Y  d: _6 Q& }+ g
分析海浪谱# ^- I1 H# X1 O6 Y$ C6 g. X
2 }" x5 m4 M2 g8 N* }: a
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。0 d; ]1 P% ?4 _; q2 q4 a9 l
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:
" M1 p5 a- Q% L5 e8 H4 G3 R6 s" ^
Matlab
( |3 Y! o6 j! S$ l) {% 读取数据
5 E( c, A% [' F5 P: u6 Edata = load('wave_data.mat');1 _  @* r( n2 t8 ~& L- w, z
# R! I. X  H, i# d& x; U# q
% 去除异常值$ W: ^/ f  o* @3 e
data = data(abs(data) < 10);
9 g% R/ Z# w, M* e9 S3 ?  n% \2 D2 i% [9 A) A, j( V% D( o* i
% 平滑处理
# q1 u7 F+ v: `: J4 f4 ^/ Adata = smooth(data, 10);' f3 N3 ]% b% S

% o- P2 Y% b0 v( Q/ Q+ K% 计算波浪谱
  q% P  C7 G& V6 A[psd, f] = pwelch(data, [], [], 'power');
9 j  u& x, l: x0 a; x5 y5 ~6 \% _- L; q7 ~2 q- m( I
% 计算波峰频谱( G: d+ |1 P: r$ M0 ^
peak_psd = max(psd);0 Q# i& h' W- q3 P) f' F9 ^3 [
peak_f = f(psd == peak_psd);
3 V8 J4 v6 L. A% U/ H
' s- t( K) K: y% 计算波谷频谱
& D( U8 c, b4 [2 N4 e! d  ~* Ptrough_psd = min(psd);
6 S  A% R2 r8 g  F+ {' ?trough_f = f(psd == trough_psd);5 r0 z% v0 [/ ^5 z3 e; ~- f
* A0 X: g2 N8 @& o+ A9 ^+ ]* T
% 计算能量谱
! h+ a4 U, _/ n) y+ g. M8 renergy_psd = sum(psd);) K. B6 Y3 s6 o. V
" Z9 I! G  C# Z2 Q; g. ^% S
% 分析海浪谱1 g( s, @) H; Q: L8 f8 `) {" v# d
% ..., ~+ V! {% Y% l3 X) }8 f
/ g& j) U- x  m8 h7 y
% 绘图. N1 [$ C; i+ Q9 M
plot(f, psd);
9 E% i7 S! _6 q4 wxlabel('Frequency (Hz)');
+ C3 G7 F! |2 R! M3 Aylabel('Power Spectral Density (m^2/Hz)');
; r/ _0 _. N0 ?& d5 T" ~: ?. n) `, o* q. Q. T0 W  K  s
% 保存结果9 T- f- J5 Z1 V
save('wave_spectrum.mat', 'psd', 'f', 'peak_psd', 'peak_f', 'trough_psd', 'trough_f', 'energy_psd');
( @8 z5 c, z( d  p) c8 s) u+ b请谨慎使用代码。5 A1 h0 @1 ^7 N" t
注意事项:' C5 M6 H, \# A% }0 c6 k5 o$ y- n
7 ?/ n/ y; O, ^9 j1 u
采样频率要足够高,才能准确地计算海浪谱。7 R0 S) h/ R$ a. k; L
数据长度要足够长,才能得到稳定的海浪谱。
6 Z! I6 q4 d' h( Q* d* o需要根据具体的应用场景选择合适的波浪谱分析方法。
( H8 c1 j5 i; F; B; [参考资料:
7 w3 r5 K4 ~0 _) T- R, p/ ^4 p. x" R. z, I" ?/ g! ^( ]; s4 P
MATLAB Wavelet Toolbox: www.52ocean.cn! u* L# X" p3 I* W  c3 h6 y  a: w
Ocean Wave Spectra: https://wikiwaves.org/Ocean-Wave_Spectra
2 I, u9 X& {4 `* l2 ~改进:5 p0 W% x+ S  T0 R8 D+ Q

  M6 Y- g4 w9 e' e( O2 m( f7 o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& i+ {8 N3 L- {. r6 _
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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