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涡街信号数字处理技术研究

孙宏军  
【摘要】: 涡街流量计因其具有无机械可动部件,介质适应性宽,压损小等特点,是流量计量领域中的重要成员。但在长期的应用中振动噪声、小流量测量等问题困扰着设计者和使用者。 本文分析了众多前人的研究成果,针对信号处理中时域、频域、时频分析的各种方法进行了比较和改进,为涡街流量计的数字信号处理技术的实用性作了较全面的研究,并从实际信号角度作出验证。具体内容包含: 1.为研究数字信号处理方法的效果,建立了含有加性和乘性噪声的涡街信号模型; 2.在频域方法的比较中,提出基于相角判据的Rife修正谱估计算法,满足了谱估计算法的精度改善要求,而且基本不增加谱估计的计算量; 3.在时频分析方法的比较中,完善了小波分析算法的滤波检频过程,确定了symletA小波作为母函数;利用分解的概貌系数和细节系数的标准差之比确定分解层,并采用全新的数理统计搜索峰值位置方法检频,几乎达到理论的测量下限; 4.在时域数字滤波算法的比较中,利用遗传自适应参数估计算法优化滤波器设计,并提出双抽样判据的滤波算法对信号进行时域滤波的新思路,也明显拓宽了测量下限; 上述方法的实现需要硬件环境支持,本文最后通过双核技术(基于MSP430单片机和DSP相结合)实现了实际的低功耗涡街流量计的设计。


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