低功耗两线制涡轮流量计设计

涡轮流量计被广泛应用于过程测量和控制仪表。但是,涡轮流量计容易受被测流体粘度的干扰,导致现场测量精度不高、量程比受限。针对涡轮流量传感器的非线性特性,本文研制了基于MSP430的涡轮流量计实时数字信号处理系统,将传感器测量到的数据经过线性插值法处理,然后存储在带电可擦可编程只读存储器中,实现了对涡轮传感器的非线性校正,从而涡轮流量计的测量范围明显地得到扩大。同时该仪表还具有4~20mA电流输出、频率输出以及RS485通信功能,便于和工业仪表兼容。     

快速傅里叶变换的两种改进算法

首先分析用于模拟信号频谱分析的快速傅里变换法，进而提出基于线性插值原理和抛物线插值原理的两种改进快速傅里叶变换法。算例分析表明，改进后的算法明显提高了计算精度，降低了对采样的要求，从而明显提高了计算速度。     

基于小波变换和快速傅里叶变换的谐波检测

基于傅里叶变换的谐波检测方法可以确定平稳信号中各次谐波的频率和幅值,小波变换可以准确把握信号的局部细节。利用两种方法各自互补的优势,采用一种将小波变换和快速傅里叶变换相结合的综合检测方法对典型的复杂谐波信号进行检测,通过MATLAB仿真结果可知,该检测方法可以准确地检测各次稳态谐波、确定瞬变信号、准确地定位突变点的位置,为解决谐波问题提供了可行性和有效性的方案。     

算术傅里叶变换的零次插值实时快速算法

算术傅里叶变换因其乘法运算量很少和不存在对样本点大小的限制,在谐波分析检测中具有一定的应用前景。而影响AFT运算速度的主要因素是采样信号零次插值点位置的计算,文章研究了零次插值点位置的离线计算问题,可以减少AFT的在线计算量,提高了AFT零次插值算法在谐波分析中的实时计算速度。     

基于快速傅里叶变换的调频引信噪声干扰抑制

噪声干扰是一种有效的压制性干扰信号,能干扰任何形式的信号检测.线性调频引信根据回波信号可有效提取目标信号,但噪声干扰的存在影响了引信获取目标信息的能力.为提高线性调频引信抗噪声干扰的能力,根据在一个调频周期内线性调频引信差频信号可近似认为为一单频信号的特点,提出基于快速傅里叶变换的线性调频引信噪声干扰抑制方法,分析了噪声干扰抑制原理,并对噪声干扰抑制效果进行了仿真.仿真结果表明,在信干比-10 dB时,仍能达到很好的噪声干扰抑制效果.     

基于滑动傅里叶变换的实时频谱分析设计

简述了运用快速傅里叶变换(FFT)方法进行实时频谱分析的缺陷以及滑动傅里叶变换(SDFT)方法的优点;设计了FPGA程序并进行仿真,验证了滑动傅里叶变换优越性。     

基于快速傅里叶变换算法的智能电表Matlab仿真

介绍了一种基于快速傅里叶变换(FFT)算法的智能电表的Matlab仿真模型,采用FFT算法对电力系统进行谐波分析,精确监测电力系统的功率因数、谐波分量及畸变率等参数。该模型包括电力系统波形发生器、信号调理、单片机等模块,可以对理论数据、电力系统仿真数据以及电网实际采样数据进行谐波分析。着重介绍了FFT数据处理模块,并通过Matlab软件Powergui模块FFT Analysis功能与该仿真模型产生的计算结果进行了比较,验证了该模型的正确性。     

基于快速傅里叶变换(FET)的磁性参数的计算方法

当微弱的磁化强度信号被噪声污染时,基至外加磁场信号出被噪声污染时,用快速傅里叶变换方法可以获得两种信号有限项的傅里叶级数表达式,然后由表达式直接计算出磁性参数,这是一种有效而又快捷的计算方法。     

基于Arm Cortex-m3+的快速傅里叶变换实现

快速傅里叶变换~([1])对信号频谱进行分析和修改,被广泛应用于音频、图像识别等领域。Cortex-m3+为ARM公司推出的基于ARM V7m指令集的32位CPU内核,以较少的晶体管数换来极低的成本及售价,性能却远强于8位及16位单片机。本文通过基于Cortex-m3+内核的stm32F2系列单片机进行实时快速傅里叶变换及其反变换,分析其信号分析性能。     

稀疏傅里叶变换在雷达中的应用研究

针对传统傅里叶变换计算量与所分析信号长度成正比,当采样率较大时,需要较大的运算时间问题,提出采用稀疏傅里叶变换(SFT)进行雷达信号处理,由于实际雷达目标多普勒频率个数有限,满足SFT方法使用条件,对SFT中的滤波器参数以及分段长度选择进行了分析与讨论,并给出了SFT处理雷达信号时的数学表达式;最后,利用仿真数据验证了该方法的性能,结果显示SFT在计算速度方面优于传统方法,可以提高目标信号参数的估计速度.     

基于互相关分析的低雷诺数涡街流量计设计

针对常规涡街流量计难以测量雷诺数在5 000~20 000内流量的问题,研制测量低雷诺数流量的涡街流量计,以扩展量程比。重新设计涡街流量计一次仪表,以满足互相关分析的要求。充分利用两个压电传感器输出信号的相似性,采用互相关分析方法,实现低雷诺数流量的测量。提出一种基于互相关分析快速计算时延的方法,保证仪表的实时性。采用三次样条插值的方法,大大减小较低的采样频率对延迟时间测量精度的影响。以低功耗单片机MSP430F6459为核心,研制成功低功耗、两线制涡街流量变送器。水流量标定结果表明,该涡街流量计量程下限所对应的雷诺数为6 649,测量精度为1级。     

涡街流量计漩涡发生体位置仿真研究

目前对于涡街流量计漩涡发生体的位置研究仅局限于二维的仿真研究,但实际流体撞击漩涡发生体是流体三维模型。鉴于二维仿真并不能完全对实际流体撞击漩涡发生体的流场进行验证,本文采用数值仿真软件平台Ansys+Workbench+FLUENT ,根据实际涡街发生体的机械尺寸建立相应的三维仿真模型。并对仿真模型进行网格细分,再通过 N-S 方程进行求解计算,通过仿真与在线实验对比验证表明通过 FLUENT 软件对实际涡街流场进行仿真的可行性。最终利用 FLUENT 软件,对不同流速,通过调整发生体平移的位置最终确定发生体位置对涡街信号的影响,从而确定发生体允许最大的平移位置δ。     

基于谐波分析理论的FFT电能计量模型的改进

在电网谐波污染日益严重的情况下,提高电能计量的精度是大势所趋。分析了电网谐波影响下现有电能计量方法的准确性,以及基于谐波分析理论的电能计量方法,提出了Hanning加权插值FFT算法的电能计量模型,并对该模型进行了数值仿真,结果表明本文提出的改进模型有较高的精度,而计算量无明显增加。在高性能硬件条件的基础上,该算法模型将有较大的实际意义。     

基于CFD的涡街流量计取压位置仿真研究

目前对于涡街流量计的最佳取压位置研究主要集中在二维流场,但这不能更生动准确的反映出三维流场特性。采用Ansys+Workbench+FLUENT数值仿真软件平台,根据涡街流量计的物理结构尺寸建立仿真模型。并将仿真模型进行网格划分,从而对求解域进行离散,再通过N-S方程进行求解计算,将仿真得到的卡门涡街脱落频率与实验结果比较,得出两者之间的最大误差不超过5.8%,数据表明可以利用FLUENT软件对涡街流量计进行数值仿真。最后利用FLUENT软件,在不同流速下,通过设置多个检测点,对各点信号强度和频谱分布进行比较分析,得出目前最常用的三角柱旋涡发生体的最佳取压位置位于管道中轴线,距离发生体尾部1.4d(d为旋涡发生体截流面的宽度)的位置处。     

关于电力系统FFT谐波检测存在问题的研究

快速傅立叶变换FFT(Fast fourier transform)是应用最广泛的一种谐波检测方法,但利用FFT进行谐波测量时存在较大的误差,影响谐波分析结果准确性,无法直接应用于电力系统谐波分析中。对使用FFT进行电力系统谐波检测时存在的问题从产生原因和改进方法两个方面进行了详细分析和总结。分析了目前已有的改善这些问题的新途径和新方法的优缺点,表明这些方法在不同方面提高了信号的分析精度和谐波测量参数的可信度。最后对预防、补偿电力系统FFT谐波检测存在问题的措施进行了总结并提出了看法。     

小波滤波法在涡街流量计中的应用

涡街信号是1种单一频率的正弦信号,但是实际现场环境下涡街流量计产生的涡街信号由于易受到管道振动和流场扰动等干扰因素的影响,现场测量精度无法保证,尤其是低流速很难测量.提出用dmey小波阈值去噪对信号进行处理的方法来扩展测量下限;提出1种改进的阈值去噪算法,仿真和分析表明该去噪算法对涡街信号从噪声中提取的效果良好.     

基于FFT 和神经网络的高精度谐波分析

为了精确分析整数和非整数次谐波,提出了基于快速傅里叶变换(FFT)和神经网络的谐波分析方法,该方法的特点是采用基函数参数可调的神经网络。具体是先把信号进行FFT处理,得到谐波个数和精度不高的谐波幅值、相位、谐波次数;其次根据谐波个数设定神经元的个数,根据预处理后得到的幅值、和相位、谐波次数设定神经网络权值和基函数参数迭代的初始值;最后对人工神经网络进行训练,便可实现整数和非整数次谐波的精确分析,同时能将频率相近的非整数次谐波分离。仿真结果验证了该方法的有效性与易实现性。     

基于Nuttall窗插值FFT的谐波分析方法

用于电力系统谐波分析的加窗插值FFT算法中,Hanning窗算法运算量小,但测量精度较低,Blackman-Harris窗算法分析精度高,但插值修正公式计算复杂.提出一种基于Nuttall窗插值FFT的谐波分析方法.推导了Nuttall窗的显式插值系数公式,以及谐波的频率、幅值和相位的插值修正公式.通过消除基波对2次谐...     

一种FFT法和MUSIC法结合的间谐波频率估计

在电力系统中,间谐波检测是抑制间谐波的重要环节,准确有效地确定信号中的间谐波分量,对于改善电能质量有重要意义.FFT能够实现整数次谐波检测,对于非整数次谐波的检测存在着频率泄漏和栅栏效应,而MUSIC法需要在整个频域内进行谱峰搜索,影响其实用性.将FFT和MUSIC算法相结合,利用FFT缩小搜索域,再利用MUSIC进行频率细化,即克服了FFT的频率泄漏和栅栏现象,同时缩短谱峰搜索时间,可以更有效地估计出间谐波的频率,仿真试验说明了此方法的有效性及频率估计的精确度.