动平衡仿真器设计

仿真器的目标不是生成“看起来像振动”的曲线，而是为算法提供具有已知真值、固定随机种子和边界条件的输入。

信号模型

单通道基础模型：

$$x(t)=A_1\sin(2\pi f_rt+\phi_1) +\sum_{k=2}^{K}A_k\sin(2\pi kf_rt+\phi_k) +n(t)+i(t)$$

其中 $f_r$ 为转频，$n(t)$ 为噪声，$i(t)$ 为可选冲击。键相通道按每转一个脉冲生成，并允许注入抖动、漏脉冲和双触发。

模块边界

flowchart LR
  Scenario["Scenario<br/>转速、幅值、相位、故障"] --> Generator["SignalGenerator"]
  Generator --> ADC["量化、偏置、削顶"]
  ADC --> Packet["帧格式与时间戳"]
  Packet --> Source["IDataSource / 回放文件"]
  Source --> App["真实采集与分析管线"]

仿真数据必须通过与真实硬件相同的 IDataSource 接口进入应用，才能覆盖缓存、通道映射、显示和存储，而不只是单独测试 FFT 函数。

必测场景

• 稳定单频：校验幅值、频率和相位。
• 非整周期截断：校验窗函数与泄漏。
• 转速缓慢变化：校验键相与阶次跟踪边界。
• 两通道已知相位差：校验同步采样和相位算法。
• 试重前后复数矢量：校验影响系数法。
• 偏置、噪声、削顶、丢帧：校验质量标志和错误处理。

验收

每个场景保存参数、随机种子和期望值。幅值、频率、相位与校正重均设置数值容差，测试失败时输出差异，不依赖人工观察图形。