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表面粗糙度频谱分析C++算法设计‘韩进宏，张先峰，王运凯(山东理工大学淄博255049)摘要:在频谱分析理论的基础上，提出对表面粗糙度进行频谱分析的C++数值算法设计，并结合实例进行了实际分析。分析了快速傅里叶变换(FFT)的理论基础，提出了评定表面粗糙度的FFT数值算法设计，给出了C十+算法流程。分析了自相关函数(ACF)、功率谱密度(PSD),幅度谱(DFT)的理论基础，利用FFT算法设计了这3个参数的C十+快速数值算法和部分C++源代码，并对标准样块进行了测量分析。关钮词:表面粗糙度;频谱分析;C++算法;FFTC++algorithmsdesignofspectralanalysisonsurfaceroughnessHanJinhong,ZhangXianfeng,WangYunkai(ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049,China)Abstract:Onthebasisofspectralanalysistheory,thispaperproposesC++algorithmsdesignofspectralanalysisonsurfaceroughnessandprocessesacaseanalysis.TherationaleofFFTisanalyzedandFFTC++algorithmofsurfaceroughnessassessmentisproposed.ThispaperanalyzestherationaleofACF,PSD,DFTanddesignstheirC++fastalgorithmsusingFFTalgorithmandprocessesmeasurementandanalysisofareferencespecimenKeywords:surfaceroughness;spectralanalysis;C++algorithms;FFTl1引言2算法设计随着表面粗糙度评定理论的发展，频谱分析理论在表面粗糙度评定领域得到了广泛的应用。利用频谱分析，可以更加全面、深人的对表面轮廓特征进行研究，有利于对表面轮廓做多角度、多侧面的认识[3]。本文主要讨论自相关函数(AM，功率谱密度(PSD)以及幅度谱(DFT)在表面粗糙度评定中的应用，对这些参数的做了相应的理论分析，重点讨论了这三个评定参数的C+十数值算法设计，利用快速傅里叶变换(FFT)给出了这三个参数的快速C++数值算法，并进行了实例分析川。2.1自相关函数自相关函数(AM是一个横向位移了的和没有位移变形的轮廓之间相似性的定量尺度，自相关函数是表征轮廓波长(间距)特性的基本统计函数[[1]设评定长度内表面轮廓数据存在数组y[]内，数组长度为N，返回的自相关函数数组ACF[],ACF[]的计算过程，可用式(1)表示:ACF[i]~1N一i艺，[掩」，[走+i](1)式中:i=0,1,2,---,N-1.利用上述算法，对外磨加工的检定值R.=0.4pm的粗糙度样块表面轮廓数据进行处理，得自相关函数曲线如图1所示。。基金项目:山东省自然科学基金资助课题(2003ZX17)