基于混沌理论的涡街微弱信号检测方法研究

针对涡街流量传感器在小口径、低流速下信号微弱,易被强噪声淹没而难于提取的特点,提出了利用Duffing振子检测微弱信号的方法.通过仿真对涡街信号中含有白噪声以及谐波干扰的情况进行分析,仿真和实验均表明:这种基于混沌理论的微弱信号检测方法对涡街信号中较强的白噪声以及频差较大的谐波干扰具有很好的免疫力,并且通过计算最大Lyapunov指数的波动频率能够准确估计出涡街有用信号频率,实现低流速下涡街微弱信号检测.     

跟踪型数字滤波方法在涡街信号处理中的应用

涡街流量计广泛应用于流量测量领域。由于测量现场工况复杂,涡街流量信号常会掺杂着各种噪声干扰。尤其低流速时,涡街信号微弱,常被噪声淹没,如何提取真实的涡街信号是涡街信号处理的难点。提出一种新的算法来滤除噪声并提取涡街信号。该算法是基于涡街信号特征来设计的一种特殊滤波器,它能够实现涡街信号幅1／f2值衰减并且动态跟踪真实涡街信号频率。实验结果表明该算法能够自动识别涡街信号,滤除噪声。该算法严格控制了计算量,信号处理精度高,适合于工业现场应用。     

涡街流量计的压电探头最优距离和新型测量方法研究

针对涡街式流速传感器中电信号微弱并且提取特征涡街信号困难,基于压电方程和湍流N-S方程,建立了流-固-电耦合仿真计算模型,构建了流速测量的新方法.通过理论分析和风洞实验,获得了圆柱绕流体直径(D)、空气流速(v)与压电传感距离(L)以及功率(P)之间的影响规律.仿真计算和实验结果表明:通过提取频域曲线中涡激频率下的功率作为涡街的传感强度,有助于感知微弱的空气流速信号,同时解决噪声等电路上的干扰影响.其次,D增加,最优传感距离(Losr)增加;D不变时,功率(Posr)随流速增大而提高,且Losr不变;通过分析得出了采集信号在Losr下最优的本质原因—在该处,涡街成熟且脱落稳定、升力系数(CL)稳定.最后,该压电装置测量的最低流速为0.3 m/s.     

用二重互相关算法扩展涡街流量计测量下限

介绍了采用二重互相关算法对强噪声干扰下的涡街信号进行滤波的原理和具体实现方法。对涡街流量计在测量下限时的信号与噪声情况进行了分析,将二次互相关滤波算法引入涡街信号的数字滤波过程中。给出了具体计算方法和各主要参数的取值规则。在实际使用中取得了良好的效果。     

基于Matlab的涡街流量计小波去噪研究

应力式涡街流量计采用压电传感器,其输出的电荷信号不仅幅值极小,而且常受噪声影响,尤其是低流速情况下,噪声信号甚至能覆盖流量信号,使得信噪比很低,低流速时涡街信号处理成为研究难题。小波分析法是一种新兴的信号处理技术,通过将不同频率成分分解到多个不同频带上,能有效的解决信噪分离、信号滤波和特征提取等问题。应用小波阈值去噪法,在Matlab中对不同频率的涡街信号进行了仿真研究,得出当涡街信号的频率为5Hz到30Hz、采样频率为1k Hz时,可以在四至六这三层的小波分解频段中选择最佳分解尺度。并从处理结果来看,该方法有效的去除了由无规律振动引起的噪声,同时随着涡街信号频率的增强,去噪效果越来越好。     

基于双通道的涡街流量计信号处理系统研究

涡街流量计是上世纪60年代末期发展起来的一种振动频率与流速成正比的流量计.针对涡街流量计在低流速时幅值小而高流速幅值大,且低流速信噪比低而高流速信噪比高的特点,设计了一套双通道涡街流量计信号处理方法,通过测量通道与监测通道的配合工作,提升了低流速的测量性能,扩大了涡街流量计测量量程.     

基于双调制随机共振的涡街信号检测方法

研究一种用于涡街流量计涡街频率测量的随机共振信号处理方法.探讨了信号与双稳系统的阈值和克莱默斯逃逸率之间的关系,通过外加幅值和频率可调的信号进行双重调制,实现信号与双稳系统的匹配,数值仿真表明该匹配方式是可行和有效的.针对涡街信号,提出基于标准差的调制参数选取方法,该方法利用涡街信号特征,通过信号标准差估计管道内流速,缩小了调制参数的选取范围,提高了信号与双稳系统匹配的效率.实验结果表明,利用标准差选取调制参数对涡街信号进行调制,可以有效地使涡街信号,特别是弱涡街信号产生随机共振,进而检测到涡街频率,实现流量测量.     

涡街流量计的技术动向

涡街流量计是利用卡玛涡街原理制成的一种新型流量计。在流体中安装涡街发生体,则可产生涡列。设在发生体处流体流速为V,涡街发生体的直径为d;流体在管内流速为V,管径为D,并设断面收缩比a=V/v,则涡列所产生的周波数f和它们的关系为 f=st v/d=st V/ad (1) st叫做斯多哈尔值。它和涡街发生体的β值(β=d/D)以及纵横比h/d有关。设Q为流体流量,则     

基于SVD的涡街流量计信号处理方法

针对涡街信号处理中振动干扰及噪声信号难以分离的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)的信号处理方法。在获取涡街传感器输出的两路差分信号的基础上,利用噪声系数对两路信号进行合成,并采用SVD对信号的主要频率成分进行分解。通过对涡街信号幅频关系的分析,将有效信号分量从分解出来的频率成分中提取出来,进而计算出信号的频率。测试结果表明利用SVD可以有效提取信号中的主要频率成分,滤除杂乱噪声及振动干扰信号,提高涡街流量计信号处理的准确度与抗干扰性。     

涡街流量传感器信号处理方法研究

设计一种基于变增益运算放大器和DSP数字信号处理单元的新型涡街流量计信号处理电路.利用DSP上集成的模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,采用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,控制传感器输出信号幅度的相对稳定.针对涡街流量计输出信号的频率特性,设计基于DSP的FIR滤波算法,实现输出信号噪声的初步抑制,削弱原始信号中强噪声干扰.滤波后信号由DSP进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;采用DSP进行数字滤波及频率计算,实现了信号中噪声的抑制以及高精度流量解算.     

一种新型车辆泊位检测器

针对智能停车场泊位诱导系统的需求,设计了一种基于涡流检测原理的新型泊位检测器,并根据停车场内的实际环境,提出了一种基于阈值法的车位检测算法,同时利用中值滤波技术,消除环境中的脉冲干扰信号.试验结果表明,该涡流泊位检测器具有良好的温度稳定性及软件算法的有效性.     

基于频谱分析信号处理的涡街流量计设计

给出了一种基于频谱分析信号处理的涡街流量计的设计,分析了采用频谱分析信号处理与带通滤波相结合的去噪方法。硬件上分析了核心控制器件MSP430F5438、压电传感器信号的放大与低通滤波、多通道的可选带通滤波器、程控放大及峰值检测模块、信号的整形输入,软件上分析了频率估算、FFT算法实现、峰值检测与放大、带通选择、频率计数,最后,在气体标准装置上进行了检定验证。结果表明,该流量计采用频谱分析信号处理和带通滤波,大大提高了液体流量测量的精度和抗干扰性。     

多模噪声中粒子滤波算法研究

粒子滤波是一种解决非高斯滤波问题的有效方法,受到许多领域的研究人员的重视。在扩展卡尔曼滤波(EKF)的基础上,提出一种基于多层感知器(MLP)的扩展卡尔曼滤波算法。利用扩展卡尔曼粒子滤波器和MLP对当前时刻状态重要性采样,引入MLP对样本进行重采样。该算法能有效利用测量值的最新信息,对状态估计的误差更小。在实验中,对于多模噪声非线性系统,该算法与另外算法进行比较。结果证明,所提算法性能优异于其他算法。     

Harmonicity-Based Blind Dereverberation for Single-Channel Speech Signals

The distant acquisition of acoustic signals in an enclosed space often produces reverberant artifacts due to the room impulse response. Speech dereverberation is desirable in situations where the distant acquisition of acoustic signals is involved. These situations include hands-free speech recognition, teleconferencing, and meeting recording, to name a few. This paper proposes a processing method, named Harmonicity-based dEReverBeration (HERB), to reduce the amount of reverberation in the signal picked up by a single microphone. The method makes extensive use of harmonicity, a unique characteristic of speech, in the design of a dereverberation filter. In particular, harmonicity enhancement is proposed and demonstrated as an effective way of estimating a filter that approximates an inverse filter corresponding to the room impulse response. Two specific harmonicity enhancement techniques are presented and compared; one based on an average transfer function and the other on the minimization of a mean squared error function. Prototype HERB systems are implemented by introducing several techniques to improve the accuracy of dereverberation filter estimation, including time warping analysis. Experimental results show that the proposed methods can achieve high-quality speech dereverberation, when the reverberation time is between 0.1 and 1.0 s, in terms of reverberation energy decay curves and automatic speech recognition accuracy     

基于小波分析的涡街信号去噪算法在DSP中的实现

以数字信号处理器(DSP)为开发平台,将小波变换应用于涡街流量计,采用小波阈值去噪对涡街流量计信号进行处理,并提出了一种改进的小波阈值选取方法.实验结果表明该算法对涡街信号提取和噪声去除效果良好,可扩大量程范围,提高涡街流量计的测量精度.而且,DSP的应用又保证了实时性.     

用择多函数实现反电动势滤波的无传感器无刷直流电动机的控制

文章提出了一种采用择多函数实现反电动势滤波的无传感器无刷直流电动机控制的方法。该方法利用DSPIC模数转换器采样梯形波BEMF信号;将梯形波BEMF信号与重构的电动机虚拟中性点进行比较,以检测过零点;并采用择多函数滤波器对比较结果信号进行滤波处理;检测到过零点时,DSPIC30F2010 ADC经1个延时后,对电动机驱动电压进行换相操作;最后采用控制环实现无传感器无刷直流电动机的高效、平滑运行。该方法与使用硬件滤波器或外部比较器的方式相比,所需的硬件少、成本低、减小了PCB的体积。实际应用表明,该方法简单实用,具有良好的性能。