FFT功率谱分析技术在旋进流量计中的应用

针对旋进流量计易受流体压力波动以及机械振动干扰的问题,采用了一种由单片机实现的低功耗自适应FFr信号分析方法,该方法通过电路粗判流量传感器的信号频率,在中小流量段,选取与之匹配的采样频率对信号进行采样,然后通过功率谱分析获得主频率从而达到抗干扰的性能,提高流量测量精度;而在中大流量段,直接由硬件控制输出.经试验证明:该方法降低了旋进流量计测量下限,拓宽了流量计范围,大大提高抗干扰性能,且适合于微功耗流量计使用.     

一种科里奥利质量流量计的信号处理方法

本提出了一种新的科里奥利质量流量计信号处理方法,从含有各种噪声干扰的信号中,准确测得质量流量.采用多抽--滤波器,对流量计中的两个传感器的输出信号进行滤波,以减少随机噪声的影响,并减少采样数据;采用自适应陷波滤波方法,以抑制确定性噪声的干扰,测得流量管振动基频的频率,并跟踪其变化。采用离散傅里叶变换方法,计算振动管基频处的相位差和时间延迟,从而测得质量流量。仿真结果证明了本所提方法的有效性和准确性。     

基于自适应陷波的涡街流量计信号处理系统

本介绍了以数字信号处理器为核心的实时处理系统,采用自适应陷波方法计算涡街流量计信号的频率。自适应陷波器只需估计一个参数。采用了ＤＳＰ,使得信号处理实时和系统小型化。实测结果说明,自适应陷波方法和实时处理系统是有效的。     

科氏流量计测量管固有频率在线预测方法

提出了一种基于幅值变化期信号特征参数识别的科氏流量计测量管固有频率在线预测方法,该方法对测量管固有频率变化时引发的过渡期振动信号进行两次整周期采样,进而通过傅里叶变换获得反映所采样信号特征的虚部与实部参数,并根据所建立的基于信号特征参数的固有频率改变量计算模型,计算出测量管当前固有频率。对所提出方法进行了实验验证。该方法可用于科氏流量计振动控制中,帮助其将驱动频率快速、精准地调整到固有频率上,从而提高科氏流量计在复杂多变工况下的测量可靠性。     

基于非均匀周期采样的随机共振研究

随机共振的参数调节过程比较复杂,而且一般要求采样频率不低于信号频率的50倍以上才能实现随机共振。该文借鉴非均匀采样的思想,提出基于非均匀周期采样的随机共振实现方法,对不同采样频率下的采样数据进行随机共振,并利用非均匀采样傅里叶变换进行频谱叠加分析,可以实现只需简单确定随机共振参数即可得到特征信号成分。此种方法还可以在采样频率小于50倍信号频率时,依然能够得到特征信号频率成分。数值仿真和故障模拟实验研究验证了该方法有效的应用性。     

低温涡街流场特性数值仿真研究

通过FLUENT对典型的涡街流量计在低温流体中的卡门涡街流场特性进行理论分析和数值仿真,并与常温工况下的涡街流场进行比较,分析低温流体的旋涡分离过程,得出流量与涡街分离频率的对应关系.研究表明,数值仿真方法成本低,适于模拟复杂流场,为低温涡街流量计在涡街发生体形状和压电振动传感器采样位置的设计与优化提供理论依据.     

基于LabVIEW的一种解决非整周期采样问题的算法及实现

本文研究了非整周期采样导致的频率测量不准确问题,基于迭代算法提出了一种频率跟踪算法,并使用LabVIEW构建了具有采集和分析功能的虚拟仪器来加以实现.仿真结果表明,本算法能较好解决非整周期采样问题,基于此算法设计的虚拟仪器能够精确测量低频信号的频率和电压参数.     

孔口流量计检定装置的研究与应用

为了解决孔口流量计的量值溯源问题,文章设计了一种基于标准表的负压法气体流量标准装置。本装置标准器采用涡轮流量计和气体腰轮流量计,装置采用美国NI公司的数据采集系统,可实现压力、温度、湿度、频率、时间等参数的自动采集和各类开关量的控制。实际应用表明,标准装置扩展不确定度优于0.5%,性能稳定可靠,适用广泛。     

实复转换式衰减信号参数估计算法

为抑制衰减实信号中负频率成分对参数估计的影响,提出一种实复转换式参数估计算法。预估计采样信号频谱能量最大值点的索引值;构造只含有负频率成分的参考信号,并将采样信号和参考信号相减实现实复转换,以抑制负频率频谱泄漏的影响;利用频谱两点插值算法得到频率偏差、衰减因子和复幅值的粗估计值,并重新生成参考信号和复信号;通过迭代计算得到精确的频率、衰减因子、初幅值和初相位估计值。以频率估计为例的仿真实验结果表明:所提算法可有效地抑制负频率频谱泄漏的影响,提高中高信噪比条件下的频率估计精度,特别是信号频率较低时的频率估计精度,提升了频率估计的综合性能。此外,在科氏流量计中进行了实测实验,检验了所提算法的有效性。     

提高采样控制系统带宽的方法研究

影响控制系统带宽的主要因素有机械结构谐振频率、系统加速能力和系统采样频率。对影响采样控制系统带宽的因素作了详细的分析,给出在低采样频率下扩展系统带宽的两种方法棗虚拟采样法和多频率采样控制法,并对虚拟采样法进行了详细的讨论。实验结果表明,虚拟采样器在插值次数小于等于4时,插值精度可以满足要求,能够将系统带宽扩展3倍左右。     

螺旋桨无空泡噪声预报

螺旋桨无空泡噪声包括低频离散谱噪声、低频连续谱噪声以及高频噪声。对于低频离散谱通过面元法计算非定常力,然后再通过力与声级的关系换算出离散谱噪声;关于连续谱噪声的计算,首先求解出螺旋桨随机连续性力,然后换算出连续谱噪声;高频噪声采取模型试验方法,首先确定高频范围,然后相对应进行模型试验,再通过无量纲换算预报高频噪声。建立一套频域范围螺旋桨无空泡噪声的预报方法。     

An improved series expansion method of frequency response function under medium and high frequency excitations

In view of the computational divergence in the series expansion method of frequency response function under medium and high frequency excitations, a new improved algorithm for dynamics system response is proposed. Structural modes are divided into available low order modes and truncated high order modes. The frequency response function of truncated high order modes is expanded by the application of Taylor series on the basis of power series expansion and modal superposition method. According to the coupling characteristics between low order and high order modes to mass and stiffness matrices, the contribution of truncated high order modes to the frequency response function is expressed as the low order mode matrix and system matrix. The present method considers the relation between structure frequency and excitation frequency. The results show that the improved algorithm expands the series expansion method to the range of medium and high frequency excitations, and the calculation accuracy of the frequency response function is improved under the incomplete modal conditions. Numerical results validate that this method is feasible and has good convergence.     

基于非线性扫频的频率特性校准研究

在动态频率特性测量和校准应用中,传统的线性调频信号频谱均匀分布、可设计参数单一,难以同时兼顾测量精度与测量效率。本文提出了一种基于非线性扫频方式的动态频率特性校准方法,可广泛用于传感器与仪器仪表的频率响应校准与标定。非线性扫频信号可以实现激励信号能量在频域内的非均匀分布,从而在某些重要频段内实现较高精度测量的同时,在其他频段通过牺牲一定的测量精度来保证测量速度,从而进一步优化频率特性测量的整体性能。仿真结果表明,在相同的扫频时间内,非线性扫频方法相比于线性扫频方法,能够将特定频段内的测量精度进一步提高。     

一种基于Verilog的FPGA分频设计

给出了一种基于FPGA的分频电路的设计方法.根据FPGA器件的特点和应用范围,提出了基于Verilog的分频方法.该方法对于在FPGA硬件平台上设计常用的任意偶数分频、奇数分频、半整数分频和任意整数带小数分频提供了一种思路.在QuartusII软件上的仿真结果表明,本文给出的分频方法简单实用,效果良好.     

舰艇冲击响应数据滤波频率选取方法分析

由于冲击响应数据具有较强烈的非线性与瞬态性,研究难度较大,目前在舰艇抗冲击技术研究领域还没有相应的标准规范或统一的滤波频率选取方法。本文利用冲击响应的冲量信息变化情况作为滤波频率选取依据,给出了具体的分析方法及判据。并应用该方法分别分析了舰艇船体结构与设备的冲击响应数据滤波频率,结论如下：不同爆距,船体结构同一部位,冲击响应数据的滤波频率取值相同;不同爆距,舰艇同一设备相同部位,冲击响应数据的滤波频率取值不同。     

一种改进的EMD降噪方法

提出一种改进的基于经验模态分解（EMD）的降噪方法，将基于EMD阈值降噪方法和Savitzky-Golay滤波降噪方法相结合，改进的方法分别将经过EMD分解后得到的噪声信号的高频模态函数用阈值降噪的方法，低频模态函数用Savitzky-Golay滤波降噪的方法，这样既能保持信号的高频部分，又能较好地保持信号低频部分的光滑特性。仿真实验表明，改进EMD方法的降噪性能要优于单独使用EMD阈值方法或Savitzky-Golay滤波方法。     

一种新型的谐振梁频率测量方法研究

谐振梁是一种应用广泛的谐振器。谐振式传感器可以通过测量谐振梁谐振频率的变化,解算谐振梁所受的轴向载荷的大小,从而达到测量目的。目前谐振梁常用的频率测量方法对于动态测量问题的效果并不理想,在很多应用场合都受到限制。本文针对双端固支型谐振梁的频率测量问题,设计了一种基于希尔伯特变换的频率测量方法。使用数值方法对谐振梁振动方程进行求解,获得多种典型的测试信号。仿真实验表明,该方法能很好地获取动态信号频率。     

Frequency switching time measurement using digital demodulation

A method for measuring frequency switching time in fast switching frequency synthesizers is described. The fast frequency switching waveform is digitized by an oscilloscope, and the switching transient is recovered by digital demodulation. The method can be used to measure the switching time for any fairly wide frequency steps within the acquisition bandwidth of the digitizing system, and it is insensitive to signal amplitude variations. Some results of measurements on a frequency agile signal simulator are presented     

基于动力特性的混合结构地震响应复模态叠加法

混合结构由不同阻尼特性的材料组成,确定其阻尼矩阵存在困难。分块Rayleigh阻尼模型由于数学上的简易性,被广泛用于构建混合结构的阻尼矩阵,但分块Rayleigh阻尼模型的计算精度与参考频率的选择方法直接相关。针对参考频率的选择问题,依据结构动力响应的组成和特点,提出了一种确定Rayleigh阻尼系数的计算方法,进而实现基于分块Rayleigh阻尼模型的复模态叠加法。求解结构的瞬态反应时,根据结构前两阶振型的自振频率确定阻尼系数;求解结构的稳态反应时,选择结构的基频、与外激励频率接近的结构自振频率确定阻尼系数。依据地震波的频谱特性,提出了基于地震波卓越频率的分块Rayleigh阻尼模型,并结合地震加速度的分段线性假定,建立了混合结构的复模态叠加法。在此基础上,利用三角级数展开得到组成地震波的谐波频率,进一步提出了基于谐波频率的分块Rayleigh阻尼模型和对应的复模态叠加法。算例分析结果表明:所提方法误差更小,且克服了传统方法因振型选择不唯一导致的计算结果具有不确定性的问题;与基于地震波卓越频率的复模态叠加法相比,基于谐波频率的复模态叠加法计算量更大,但计算精度更高、适用范围更广。