基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,以对格型ANF、简化格型ANF和基于SMM的新式ANF三种典型自适应陷波器的性能比较分析为基础,提出了一种科氏流量计信号频率跟踪新方法。该方法对频率、幅值和相位均随机游动变化的科氏流量计信号,首先采用新式ANF快速检测信号频率并作短时频率跟踪,待其收敛后简化格型ANF开始并行工作,在简化格型ANF收敛后取代新式ANF持续跟踪信号频率的变化。仿真结果表明,本文方法比格型ANF方法收敛速度更快、频率跟踪精度更高,比单一采用新式ANF方法计算更为简便,是一种科氏流量计信号处理的有效方法。     

基于陷波器和相关法的科氏流量计信号处理方法

科氏流量计信号处理的关键在于频率和相位差的准确估计,频率估计主要存在长时间持续跟踪精度不高的问题,相位差估计主要存在精度不够和实时性较差的问题。首先,通过引入负反馈控制,可有效解决自适应陷波器长时间持续跟踪问题,提高频率估计精度。然后,利用频率估计结果,对自适应陷波器滤波后的增强信号进行整周期数据处理。接着,对整周期数据处理后的信号进行希尔伯特变换。最后,对希尔伯特变换前后的信号进行相关运算,利用正弦公式即可求得相位差,进而求得质量流量。仿真结果表明,本文所提方法具有较高的频率和相位差估计精度,可用于科氏流量计的实时信号处理。     

基于DSP的直管式科氏质量流量变送器研制

针对直管式科里奥利质量流量计固有频率高且相位差小、难以实现高精度测量的问题,对数字式过零检测和计及负频率的DTFT这两套计算频率和相位差的算法进行深入研究,评估其测量的精度和处理的实时性,以说明将其应用于直管式科氏质量流量计的可行性。选择能够满足信号实时处理要求的DSP芯片TMS320C6726为处理核心,研制科氏质量流量变送器。针对直管式科氏质量流量计信号处理的难点和DSP芯片上外围模块资源的局限性,给出变送器硬、软件设计方案,实时实现两套算法。对研制的变送器进行处理时间测试、零点稳定性测试、电信号测试和水流量标定实验。结果表明,所研制的变送器具有较好的处理实时性和精度。     

差分式小口径科氏流量计测量方法实验分析

针对小流量计量问题,阐述了一种导流管差分式设计的小口径科氏流量计,两根导流管内流体相向流动,科氏流量计测 量值为两管流量之差;详细论述流量信号频率估计、相位差估计的相频匹配方法,以及对估计结果的平滑方法;在 3 种不同基础 流量下开展实验研究,分析了流量计的零点稳定性、测量线性度和测量误差。 实验结果表明,差分式流量计的零点与基础流量 有较大关系,零点不稳定度估计为 0. 539 g / min,时间差与质量流量的线性度较好,满量程精度在 0. 5%以内。     

基于ANF和VS-DFE的科氏流量计频率跟踪方法

自适应陷波滤波器(ANF)对科氏流量计信号频率的持续跟踪精度不高.综合基于Steiglitz-Mcbride系统辨识方法(SMM)的新式ANF收敛速度快和变步长直接频率估计(VS-DFE)计算量小的优势,提出一种两者交替工作的科氏流量计频率跟踪方法.给出了该方法基本思想、原理分析和实现步骤,实验分析了其主要性能.结果表...     

一种改进的科里奥利质量流量计信号处理方法

本文采用自适应ⅡR陷波器对科里奥利质量流量计信号进行滤波,计算其频率;采用自适应谱线增强器从含有噪声的数据中提取出基频信号.然后采用滑动Goertzel算法实时计算两路信号之间的相位差,并根据频率和相位差计算出时间差,测得质量流量.仿真结果表明本文所研究的方法是有效的.     

面向微弯型科氏质量流量计的高精度过零检测算法实现

针对已有微弯型科氏质量流量计测量小流量时精度低、重复性差的问题,设计了高精度信号输入调理电路,并将两级滤波器与四点拉格朗日插值的过零检测算法相结合用于微弯型科氏质量流量计的信号处理。在以TMS320F28335为核心的科氏质量流量变送器上,实时实现整套算法,并将研制的变送器与微弯型科氏质量流量传感器相匹配,进行了零点稳定性测试和水流量标定实验。实验结果表明,整套算法可行有效,实现了微弯型科氏质量流量计对小流量的高精度测量。     

基于全相位频谱分析的正弦信号高精度参数估计方法

对传统频谱分析的输入数据截断方式进行了改进,提出了全相位频谱分析,理论证明全相位频谱分析幅度谱是传统FFT频谱分析幅度谱的平方,可以很大程度上减小频谱泄露,同时,给出了其实现框图.另外.全相位频谱分析方法具有良好的相位分析性能,不受频偏影响,在信号是非整数倍频率采样情况下,由该方法分析的相位与信号真实相位误差极小,无需校正.提出基于全相位相位差法估计正弦信号幅值、频率和相位的新算法,对传统相位差法其序列的取法进行了改进,对单频余弦信号进行非整周期采样,分别用全相位相位差法和离散频谱综合相位差校正法对信号的频率、幅值和相位进行了校正.仿真结果证明该算法参数估计精度高于现有算法,具有较好的实用价值.在无噪情况下参数估计近似为无偏估计,尤其对相位的估计,误差达到0.001%.     

基于加Hanning窗递推DFT算法的测频方法

常用递推离散傅里叶变换(DFT)方式动态计算频谱,根据相位计算结果实时计算电网变化的频率,动态调整测量控制装置的采样频率实现同步采样。但由于截断信号会产生频谱泄漏,使得相位和频率计算结果有一定误差,采用该方法跟踪频率,实时计算电网变化的频率速度较慢。为提高频率跟踪计算速度,对加Hanning窗递推DFT算法计算频率进行了研究,利用2次加Hanning窗递推DFT求出工频基波相位经过1个工频周期后的相位变化量,再利用该变化量求出对应频率的变化量。采用加窗递推DFT有效减小了频谱泄漏的影响,提高了相位差的计算精度和速度,从而可以提高频率的计算精度和速度。该方法简单,易于实现,计算量较小,频率跟踪速度快。     

多源相位控制自适应跟踪算法研究

为了改善频率源的相位噪声，本文提出一种频率和相位相同的独立源合成的方法。由于硬件的不一致性，独立源之间存在一定的相位差，所以合路频率源的相位噪声不接近理论值，甚至恶化。在本文中，从数学上证明了将频率和相位相同的多个频率源信号结合起来可以改善频率源的相位噪声的可行性，并利用MATLAB进行理论仿真；针对两个频率源相位的相位差或不同步问题，提出了一种自适应跟踪算法来实现两个频率源之间的相位同步，最后给出该算法理论仿真结果。从理论证明和仿真结果中分析，合成频率源信号的相位噪声得到提升，相比与初始频率源的幅度提升了3 dB;本文提出自适应跟踪算法可以控制两个初始频率源的相位差小于10°,达到预期效果。