MATLAB数据分析：计算均值、均方值、方差等统计指标

MATLAB数据分析：计算常用统计指标

本文介绍如何使用MATLAB计算一组数据的常用统计指标，包括均值、均方值、方差、偏度、峭度、波形因子、峰值因数、脉冲因数和裕度因数，并演示如何将结果整理成表格形式。

1. 定义计算统计指标的函数

首先，我们定义一个名为'calculate_stats'的函数，该函数接受一个数据数组作为输入，并返回一个包含所有计算得到的统计指标的结构体。

function stats = calculate_stats(data)
%CALCULATE_STATS(DATA) 计算数据的统计量
%   DATA: 数据组名
%   STATS: 包含所有统计量的结构体
% 计算均值
stats.mean_value = mean(data);
% 计算均方值
stats.rms_value = rms(data);
% 计算方差
stats.variance = var(data);
% 计算偏度
stats.skewness_value = skewness(data);
% 计算峭度
stats.kurtosis_value = kurtosis(data);
% 计算波形因子
stats.waveform_factor = stats.rms_value / stats.mean_value;
% 计算峰值因数
stats.peak_factor = max(data) / stats.rms_value;
% 计算脉冲因数
stats.impulse_factor = max(abs(data)) / stats.rms_value;
% 计算裕度因数
stats.margin_factor = max(abs(data)) / (2 * stats.rms_value);
end

2. 调用函数计算统计指标

假设我们有六组数据，分别命名为 'Fault_x105_DE' 到 'Fault_x110_DE'。我们可以调用上面定义的 'calculate_stats' 函数来计算每组数据的统计指标，并将结果存储在不同的结构体变量中。

stats1 = calculate_stats(Fault_x105_DE);
stats2 = calculate_stats(Fault_x106_DE);
stats3 = calculate_stats(Fault_x107_DE);
stats4 = calculate_stats(Fault_x108_DE);
stats5 = calculate_stats(Fault_x109_DE);
stats6 = calculate_stats(Fault_x110_DE);

3. 将统计指标整理成表格

为了方便查看和比较不同数据集的统计指标，我们可以使用MATLAB的 table 数据类型将它们整理成表格。

% 将所有统计指标结构体存储在一个数组中
stats_array = [stats1, stats2, stats3, stats4, stats5, stats6];

% 创建一个空的表格
table_stats = table();

% 添加表格列名
table_stats.Properties.VariableNames = {'Data_Group', 'Mean', 'RMS', 'Variance', 'Skewness', 'Kurtosis', 'Waveform_Factor', 'Peak_Factor', 'Impulse_Factor', 'Margin_Factor'};

% 遍历统计指标结构体数组，将数据添加到表格中
for i = 1:length(stats_array)
    % 创建一个包含数据组名称和统计指标的新行
    row = {sprintf('Fault_x10%d_DE', i+4), stats_array(i).mean_value, stats_array(i).rms_value, stats_array(i).variance, ...
           stats_array(i).skewness_value, stats_array(i).kurtosis_value, stats_array(i).waveform_factor, ...
           stats_array(i).peak_factor, stats_array(i).impulse_factor, stats_array(i).margin_factor};
    % 将新行添加到表格中
    table_stats = [table_stats; row];
end

% 显示表格
disp(table_stats)

这段代码将生成一个包含所有六组数据的统计指标表格，方便用户查看和分析。

总结

本文介绍了如何使用MATLAB计算数据的常用统计指标，并使用 table 数据类型将结果整理成表格。这为数据分析提供了一个简单而有效的流程。您可以根据自己的需求修改代码，例如添加更多统计指标或更改表格的格式。