基于希尔伯特变换的科氏质量流量计信号处理方法研究与实现

针对科氏质量流量传感器信号的特点,将格型自适应滤波与希尔伯特变换算法相结合,设计了一种科氏质量流量计信号处理方法。采用加窗函数的方法有效地抑制希尔伯特变换存在的端点效应,提高测量精度。在以TMS320F28335DSP为核心的科氏质量流量变送器系统上实时实现整套算法,并进行电信号测试与水流量标定实验,在量程比为10∶1的范围内,测量准确度为0.1级,测试结果表明整套算法是可行有效的。     

尿素机中高频微弯型科氏质量流量计信号处理

为了将微弯型高频传感器的科氏质量流量计应用于尿素加注机,根据在企业现场采集到的流量信号数据,建立科氏质量流量传感器加注过程的信号模型。根据此模型分析已有的数字信号处理算法产生误差的原因,并从兼顾实时性与准确性两方面出发对算法进行改进,以适用于尿素机测量的需要。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,实时实现算法,并进行水流量标定实验和尿素加注机标定实验,其测量误差小于0.1%,重复性误差小于0.05%。     

适用于频繁启停流量测量的科氏质量流量计信号处理方法

针对实际应用中流量频繁启停的特点,建立科氏质量流量传感器突变信号模型。用此模型对已有的数字信号处理算法进行评估,分析其在罐装测量中的误差;改进DTFT算法,以适用于突变信号的处理。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,实时实现了整套算法,并进行了启停法及静态质量法的水标定实验。实验结果表明,所研究的方法具有较快的动态响应速度和较高的测量精度。     

科氏质量流量计数字驱动方法研究与实现

基于DDS和MDAC,研究科氏质量流量计数字驱动方法中的频率、相位、幅值跟踪。采用TMS320F28335芯片,研制科氏质量流量变送器,实现驱动方法。配以CMF025型号传感器进行了气 液两相流实验,实验结果表明,研制的变送器在两相流下能够维持流量管的振动并完成流量测量。     

考虑非线性因素的科氏质量流量计灵敏度分析

基于科氏质量流量计(CMF)测量管的工作原理,为了提高传感器的灵敏度,了解其振动过程中非线性项对于CMF灵敏度的影响至关重要。以U型管科氏质量流量计为研究对象,考虑非线性因素,用比较法推导出非线性项对于CMF灵敏度的影响。此外,通过实验仿真,优化传感器结构,进而提高传感器灵敏度。     

科氏质量流量计的3种驱动方法研究

针对科氏质量流量计的驱动问题,比较和实现了模拟驱动、半数字驱动以及全数字驱动的驱动方法。基于高准CNG050型科氏质量流量传感器,研制基于DSP的二次仪表,进行实际驱动实验,分析各自驱动中存在的问题。实验结果表明,这3种驱动方案性能逐次提高。     

一种基于改进自适应算法的科氏流量计频率解算新方法

为了在提高科氏流量计频率解算精度的同时兼顾频率跟踪的实时性,文章提出了一种基于改进自适应算法的频率解算新方法:通过重新构建基于优化零极点配置的自适应IIR滤波器,在自适应滤波的过程中动态调节陷波器的模型和步长,使之能够更好地跟踪实际信号的频率。理论分析和实际现场测试都表明该算法在频率跟踪的实时性和准确性方面优于传统算法。     

科里奥利质量流量计数字信号处理方法的研究

本文提出了一种新型的应用于科里奥利质量流量计的数字信号处理系统：采用线性调频Z变换对科氏流量计信号进行频率的测量和跟踪；采用基于改进的谱线增强技术的滑动Goertzel算法测量信号的相位差。仿真结果表明该系统满足实时性和测量精度的要求，该算法是有效的。     

基于希尔伯特变换的科氏流量计信号处理

针对科氏流量计输出的时变信号处理,研究采用基于希尔伯特变换的数字信号处理方法。先后通过多相抽取滤波以及IIR型椭圆带通滤波器对科氏流量计传感器信号进行滤波,再结合信号及其希尔伯特变换,构建原信号的解析信号,通过共轭相乘计算两信号间的相位差,实现流体质量流量的测量。对多种实现希尔伯特变换的方法进行总结优化和仿真比较,仿真和实验结果表明该方法实时性好,满足计量要求。     

面向批料流测量的科氏质量流量计正交解调方法实现

为了提高科氏质量流量计在批料流工况下的测量精度,根据正交解调算法具有快速响应的特点,选取该算法作为批料流下的信号处理方法,并解决实现过程中的技术难点。利用正弦信号周期性的特点,实现解调信号单周期有限点数据循环调用;采用FIR陷波器和IIR低通滤波器级联完成对解调后信号的滤波,在保证滤波效果的同时降低了算法运算量;为了去除计算结果中的奇异点同时减小稳态波动,在相位差后期处理中加入两级平均;优化了算法实现过程中的资源分配。在此基础上,研制了科氏质量流量变送器,并进行了单相流和批料流标定实验,其测量误差小于0.1%,重复性小于0.05%。实验结果表明,正交解调算法在批料流下具有较好的测量精度,同时所研制的变送器具有较好的性能。     

基于FLANN算法的速度传感器动态补偿

磁电式速度传感器由于自身工作原理,其固有频率下限值受到结构和体积的限制.应用于振动测试时常需对其工作频带进行补偿扩展,以使其能检测固有频率以下的速度信号.本文针对磁电式速度传感器,建立了其动态数学模型,给出了一种基于函数链人工神经网络(FLANN)算法的动态补偿策略.分析对比了采用传感器输入输出设计的FLANN算法补偿器与采用零极点配置法进行动态补偿的效果.结果表明,采用FLANN算法设计的补偿器具有更小的补偿误差,且有效扩展了速度传感器的使用频带,很好地满足了工程上超低频振动测量的要求.     

非线性质量补偿方法在微量包装系统中的应用

目的 为解决微量包装系统中称量传感器输出电压与质量之间的非线性关系、提高称量精度,基于改进BP神经网络设计一种非线性补偿方法.方法 阐述电阻应变式称量传感器的非线性补偿原理,根据称量传感器输入和输出之间的关系,设计一种神经网络补偿器.为提高神经网络控制性能,引入一种惩罚因子,可解决因训练不足导致的误差偏大等问题.结果 经对比发现,改进型BP神经网络具有较快的收敛速度、较高的精度,可提高微量称量包装系统的控制性能.高速模式下,称量误差可以控制在0.5％以内,实际称量结果较理想.结论 该方法能够改善系统动态性能,提高测量精度,可满足称量、包装行业等精度要求.     

基于次级通道前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法

研究了通过次级通道阻尼补偿提高滤波x-最小均方(Least Mean Square; LMS)算法性能的实现方法,提出了一种自适应前馈等效阻尼补偿方案;将前馈补偿器与自适应前馈控制器设计相结合,设计了基于前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法,改进算法保持了滤波x-LMS算法结构简单、鲁棒性强等优点。以柔性悬臂梁前两阶模态振动为控制目标,分别采用两种算法进行了主动减振仿真实验,结果表明本文提出的改进滤波x-LMS算法具有更快的收敛速度。     

基于小波变换的高精度测距系统设计及DSP实现

目的为了解决传统物流行业机器人避障系统中存在的测距精度低、抗干扰性差等问题。方法提出一种基于DSP的温补与小波阈值滤噪的高精度超声测距系统,包括DSP最小系统、超声波传感器、LCD显示模块、温度补偿电路和报警电路等。超声波测距系统通过实时采集环境温度来修正声速值,采用小波阈值变换算法对回波信号进行处理,以提升回波信号的信噪比和起始点锐度。结果应用CCS4.2软件与DSP芯片进行调试、实验,实验表明在距离0～1200 mm内,系统的测量误差为±4 mm。结论采用小波阈值变换算法和温补电路,提高了传统物流机器人避障系统的测距精度。     

基于二维波束聚焦算法的低速冲击监测研究

冲击损伤监测是结构健康监测的主要研究内容之一,为提高冲击定位的精度以及传感器的利用效率,提出了一种基于十字阵列型传感器布置方法的二维波束聚焦冲击定位算法,在高精度的前提下有效减少了传统定位方法所需布置的传感器数量.通过十字阵列型的压电传感器布置方法,可以将远场的定位精度大大提高,对于内场的盲区采用四点圆弧定位算法进行冲...     

基于SVD-Rife算法的声表面波应变传感器高精度解调方法设计

目的提出一种可用于储运材料表面应变检测的声表面波(SAW)检测方法,设计一种基于SVD-Rife算法的高精度SAW应变传感器解调方法。方法利用SVD方法实现对SAW谐振器回波信号去噪,以提高解调精度;基于Rife算法设计一种谱细分估计方法,该方法可减少系统的硬件要求,提高谱估计精度。结果对设计的解调方法进行了仿真和实验,仿真结果表明估计方差得到改善,最大误差为0.25 kHz。对提出的SAW应变传感器进行了实验,得到的传感器线性度为1.45%,重复性为1.09%,与传统的解调方法相比线性度得到改善。结论实验结果显示所设计的解调方法可用于储运材料表面应变的检测。     

压电式压力传感器动态特性补偿技术研究

针对近爆区冲击波压力测试中压电式压力传感器因动态特性不佳造成信号畸变之问题,通过激波管动态校准试验,分析传感器动态特性;对造成动态测试误差的主要因素,利用动态补偿技术设计数字补偿滤波器,对传感器爆炸信号进行补偿处理。结果表明,该方法能有效减小动态测试误差、提高近爆区冲击波压力测试精度。     

基于优化回声状态网络的微电网等效建模

为了使微电网建模更加精确,提出了一种基于优化回声状态网络(echo state network,ESN)的微电网等效建模方法。以微电网各种运行状态下并网接入端的电流和功率等数据分别作为网络的输入和输出,构建基于回声状态网络的微电网等效模型。由于回声状态网络初始化参数选取后就不再改变,缺乏自适应性,往往导致逼近能力不能达到最优;而烟花算法具有爆发性、瞬时性、分布并行性和可扩充性等优点;为了提高建模的精确性,故利用烟花算法对回声状态网络进行参数优化。通过模拟烟花的爆炸来建立数学模型,计算个体适应度值选择最优个体。建模结果与微电网并网仿真的实测数据对比,验证了该建模方法的合理型和准确性,说明所建模型具有较好的实际应用价值。     

基于约束独立成分分析的滚动轴承故障诊断

用新的理论和方法丰富和提高机械故障诊断技术是机械故障诊断学的重要内容之一。本文用约束独立成分分析方法把研究对象的先验信息作为独立成分分析算法的约束条件,使新的算法仅仅收敛于感兴趣的故障信号。这样可以提高故障诊断的针对性和效果。该方法可以从传感器信号中快速诊断设备中是否发生了某种故障,并以滚动轴承的仿真和实验验证了该方法的适用性和有效性。     

机器人腕力传感器辩识建模与动态补偿

把系统辨识、数字仿真和动态补偿有机地结合在一起，形成分析、改善传感器动态特性的完整方法，具体应用于机器人腕力传感器的研究中，证明了此方法的有效性。