python实现L-S谱分析

时间: 2023-10-03 16:07:24 浏览: 38
L-S谱分析是一种非参数估计方法,用于估计信号的功率谱密度。下面是一个简单的Python实现: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def ls_spectrum(signal, window_size): n = len(signal) padded_signal = np.zeros(n + 2 * window_size) padded_signal[window_size:n+window_size] = signal spectrum = np.zeros(n) for i in range(n): window = np.zeros(n + 2 * window_size) window[i:i+2*window_size] = np.hamming(2*window_size) padded_signal_windowed = padded_signal * window padded_signal_windowed_fft = np.fft.fft(padded_signal_windowed) spectrum[i] = np.abs(padded_signal_windowed_fft[window_size])**2 return spectrum # Generate a test signal n = 1000 t = np.linspace(0, 10, n) signal = np.sin(2 * np.pi * 5 * t) + np.sin(2 * np.pi * 10 * t) # Compute the L-S spectrum window_size = 50 spectrum = ls_spectrum(signal, window_size) # Plot the signal and spectrum fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1, figsize=(8, 6)) ax1.plot(t, signal) ax1.set_xlabel('Time (s)') ax1.set_ylabel('Amplitude') ax2.plot(np.arange(n), spectrum) ax2.set_xlabel('Frequency (Hz)') ax2.set_ylabel('Power') plt.show() ``` 这个实现使用汉明窗对信号进行加窗,然后计算每个窗口的傅里叶变换,最后取傅里叶变换的幅值平方作为该频率上的功率谱密度。可以看到,我们使用L-S谱分析成功地估计出了信号的频率成分。

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