执行 FFT 时提取主频返回错误的频率

Question

我将加速度计传感器数据（时间、x 轴、y 轴和 z 轴）保存在 csv 文件中。我正在尝试从每个轴获取 FFT。我的图表如下：

现在，我想从每个 FFT 图中提取主频率并获得其对应的幅度。经过一番研究，我想出了代码：

def Freq(self):
    
    freqs = arange(1, self.N, 1)[:int(self.N/2) - 1]
    Amptsx = (2/self.N)* abs( fft(self.fx)[:int(self.N/2)] )[1:]
    Amptsy = (2/self.N)* abs( fft(self.fy)[:int(self.N/2)] )[1:]
    Amptsz = (2/self.N)* abs( fft(self.fz)[:int(self.N/2)] )[1:]
    
    
    print 'The highest frequency in the x axis is:', round(np.argmax(Amptsx),6)
    print 'The highest frequency in the y axis is:', round(np.argmax(Amptsy),6)
    print 'The highest frequency in the z axis is:', round(np.argmax(Amptsz),6)
    
    print 'The highest amplitude in the x axis is:', round(np.max(Amptsx),6) 
    print 'The highest amplitude in the y axis is:', round(np.max(Amptsy),6)
    print 'The highest amplitude in the z axis is:', round(np.max(Amptsz),6) 
    
    return freqs, Amptsx, Amptsy, Amptsz

我的幅度结果是准确的，但频率不是。我的结果如下：

The highest frequency in the x axis is: 0.0.
The highest frequency in the y axis is: 1.0.
The highest frequency in the z axis is: 15.0.
The highest amplitude in the x axis is: 0.768894.
The highest amplitude in the y axis is: 0.59046.
The highest amplitude in the z axis is: 0.3679.

我的猜测是我的频率被四舍五入了。我试图修复它但没有成功。有什么建议吗？

Answer 1

有两个问题：

freqs = arange(1, self.N, 1)[:int(self.N/2) - 1]
Amptsx = (2/self.N)* abs( fft(self.fx)[:int(self.N/2)] )[1:]

print 'The highest frequency in the x axis is:', round(np.argmax(Amptsx),6)

1. 频率和幅度数组未正确对齐，这意味着与给定频率对应的幅度在Amptsx 数组中的索引与频率在freqs 数组中的索引不同。

   原因是使用[:int(self.N/2) - 1] 会从freqs 的end 中删除一项额外的项目，而使用[1:] 会从开始 中删除一项额外的项目em> Amptsx。

   您应该在 both 数组中从末尾或从开头删除一项，这取决于您的应用程序中哪一项具有正确的含义。

   我怀疑您这样做是为了从数组的开头删除零频率的值（即传感器值中的恒定偏移），因此在这种情况下，您应该将 [:int(self.N/2) - 1] 更改为 [1:int(self.N/2)] freqs.

2. argmax 为您提供Amptsx 中最高值的index，这不是频率。您应该使用该索引从freqs 获取频率值。