多工位流量计脉冲同步误差补偿方法研究与应用

【摘要】：在工业生产自动化、信息化趋势下,流量计检定越来越受到人们的关注和重视,对流量标准装置的检定效率、精度提出更高的要求,为减小计数误差及实现多路不同步异频脉冲信号高精度测量,本文以“多工位流量计脉冲同步误差补偿方法研究与应用”为题,研究流量计标准装置系统框架,对检定误差进行分析,提出基于时间测量与周期估计的脉冲补偿技术、基于ANF相位跟踪的脉冲补偿技术,应用至仿真与实验等,促进流量计检测发展,提高流量计流量检测效率、精度,具有重要学术价值与实际意义。项目受广东省科技计划项目(2016A040403044)、广州市质监局科技项目项目(2015kj35)资助。本文设计流量计标准装置系统架构、实现时间测量与周期估计的脉冲补偿技术与仿真、基于ANF相位跟踪的脉冲补偿技术与仿真,并通过实验对两种算法有效性进行验证。论文主要工作包括:⑴提出流量计标准装置检测系统框架,研究多工位流量计工作机理与流程等内容,分析多工位流量计检定众多误差中脉冲计数影响较大,由此提出离线补偿和在线补偿两种针对不同场景的多工位流量计脉冲同步误差补偿方法,并对其关键技术进行研究分析。⑵从离线补偿、时间差转化为周期个数补偿脉冲的思想出发,提出一种基于时间测量与周期估计的脉冲离线补偿方法,分析其同步误差补偿机理,研究出针对2工位、n工位的流量计脉冲补偿算法,在运用Microsoft Visual Studio模拟试验中,经补偿后脉冲计数误差小于±0.044个脉冲,效果良好。⑶基于LANF与MANF两种自适应陷波器的特点,设计一种级联自适应滤波器(CANF),分析对脉冲信号的跟踪原理,建立其系统传递数学模型,研究基于CANF相位跟踪的多工位流量计补偿算法,分析其同步误差补偿机理,并运用Simulink在5工位流量计模拟试验中,经补偿后脉冲计数误差小于±0.042个脉冲,效果良好。⑷构建具有两工位流量计标准装置平台,分别嵌入基于离散时差检测的流量计不同步计数误差补偿、基于ANF的相位跟踪算法实现工程应用,两种方法在补偿后计数值误差分别小于±0.035、±0.030个脉冲,提高了流量检测精度,满足工程要求。

【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH814