基于Matlab的信号平稳性检验系统

2用户界面生成

2.1Matlab中用户界面的生成

Matlab为用户设计图形界面提供了一个高效、方便的集成环境。在Matlab中，基本的图形对象主要包括坐标轴、控件、下拉菜单和内容菜单。用户可以通过这些对象设计出界面友好，功能强大，操作简单的图形用户界面。图形用户界面的生成主要分为以下几个步骤：

(1)规划所设计的图形用户界面，主要包括：确定需要哪些窗口，每个窗口怎样布局，窗口中的各个对象各有什么功能，对象之间如何配合工作，以及相应的异常处理；

(2)在Matlab提示行下输入GUIDE，载人用户界面开发环境；

(3)利用Layout Editor，完成用户面板以及界面的制作，并对相应的按钮及控件属性进行适当的设置；

(4)在Programme Editot中编辑各个对象的回调函数，实现各个对象韵具体功能；

(5)利用Mfile编译器生成客户端，完成随机数据仿真系统的设计。

2.2用户界面介绍

本文所实现的用户界面主要包括两个窗口，分别是主窗口和数据生成窗口。由于Matlab对保存绘图区域有限制，因此设计时没有在窗口中设置固定的绘图区域。窗口只相当于一个命令菜单，所有的绘图将会以独立窗口的形式根据用户需求动态产生。这样便于用户对比和保存图片。下面对主要窗口分别加以介绍。

2.2.1主窗口介绍

主窗口如图1所示。主窗口主要用于绘制原数据和替代数据的各种波形以及显示平稳性检验结果。

其中，"Create／Open Original Data"按钮用来打开数据生成窗口。

"View／Change Parameters"按钮用来查看或改变当前仿真参数，它在原始数据存在的情况下才有效。主要的仿真参数有：

"Time Scale of TFD"和"Frequency Scale of TFD"用于确定绘制TFD图片时的时间／频率轴采样周期，由于计算和显示时频分布图比较耗费时间，将采样周期设大，可以提高速度，但是相应的时频分布图的分辨率会下降。

"Max Level of Hermite Function"用于确定求TFD时所使用Hermite函数的最高阶数。最高阶数越高，则分辨率越高，但是相应的计算时间会加长。

"The Number of Surrogates"用于确定平稳性检验时所用的参考替代数据个数。个数越多，则检验结果越精确，但是会极大地延长计算时间。

"Create Surrogate"按钮用于产生替代数据，其在原始数据存在的情况下才有效。由于替代数据具有随机性，因此用户可以多次产生不同的替代数据，观察它们的性质。

右上方的下拉菜单用于选择需要绘图或者保存数据的对象，主要包括原始数据的时域、频域和时频域图，替代数据的时域、频域和时频域图，以及替代数据的平稳度分布。它在原始数据存在的情况下才有效。

"Show Selected Plot"按钮用于在新窗口中绘制下拉菜单所选图线，它在原始数据存在的情况下才有效。

"Save Selected Data"按钮用于保存下拉菜单所选图线对应的数据，它在原始数据存在的情况下才有效。

2.2.2数据生成窗口

数据生成窗口如图2所示。数据生成窗口主要用来产生实验用数据或者打开已经存在的实验数据。

"Creat Original Data"按钮用来产生测试用数据。按下此按钮后会提示输入产生数据用的参数。由于数据是通过公式：

产生的调频信号，因此需要确定参数P1和P2，另外还要确定t的区间和采样周期。数据成功产生后会在新建窗口中显示该数据时域波形。如果当前存在数据波形，将会覆盖它。

"Open Original Data"按钮用来打开已经存在的数据文件。选择好文件后会提示输人参数。主要包括读人数据的时间起点、时间采样周期和数据长度。数据成功读入后会在新建窗口中显示该数据时域波形。如果当前存在数据波形，将会覆盖它。

"Confirm"按钮用于确认新建窗口显示的数据就是用户想要的数据，并返回主窗口。它在创建或打开的数据存在的情况下才有效。

3数据仿真和分析

将实验数据取为调频信号x(t)=sin(sin(t／8)πt)。t起始为0，采样周期为0.1 s，数据长度为400个点，其时域波形和频域波形如图3所示。

来源：中电网