LabVIEW搅拌釜内压力信号采集与分析(4)

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1.3 MATLAB概述

1.3.1 MATLAB介绍

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。文献综述

MATLAB在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检金融建模设计与分析等领域。

1.3.2 MATLAB特色及应用

①MATLAB中绘图非常方便，其拥有的一系列绘图函数，比如线性坐标、对数坐标、半对数坐标以及极坐标，只需要调用不同的函数即可完成。

②MATLAB编程简单，使用C语言使得程序本身具有良好的可移植性，因此其程序可以方便地运行在Windows、Linux、PowerMac等众多系统上。

③包含各个领域的扩展工具箱使得MATLAB可以应用在多个学科的各种计算问题上，成为数学界广泛应用的工具。

本文中应用MATLAB对采集到的数据进行功率谱分析及小波包分析，得出最终的图形以供总结。

1.4 选题意义

搅拌过程是外界向反应器中的流体输送机械能的过程，最终使得流体能够趋于稳定的流场，同时动量、热量、质量能够高效传递。搅拌过程中出现的宏观不稳定现象会对混合、传热、传质过程造成很大的影响，并且也会对机械设备的寿命产生影响。当今对于宏观不稳定现象的研究并没有一个理论体系，需进一步深入研究。

对宏观不稳定现象的研究有助于形成更加稳定的流场，对保护设备及减少成本都有积极的影响。本文借助液位变送器检测搅拌槽内的压力信号，通过数据采集卡采集到PC端，并使用LabVIEW软件进行识别以及保存，最后使用MATLAB软件进行数据分析。在数据处理方面，本文使用了小波包分析的方法，可以准确分辨出宏观不稳定现象的主频率，从而可以确定各种条件下宏观不稳定现象出现的频繁程度，确定最佳操作条件。