今天給大家介紹一下關(guān)于渦街流量計加權(quán)平均值的頻率校正方法，供大家參考，希望對大家的工作和學(xué)習有所幫助。
為了解決渦街流量計容易受到管道強烈周期振動干擾的國際問題，根據(jù)渦流信號的頻率波動大于周期振動干擾的特性差異，提出了一種基于頻率方差的數(shù)字信號處理方法提出了通過設(shè)置方差閾值來區(qū)分渦流信號和周期性振動干擾的方法。頻率波動特性的差異已在第2章的模型分析中得到了驗證。該方法僅使用常規(guī)的渦流傳感器，對渦流傳感器的設(shè)計和安裝沒有太多要求。它相對容易實現(xiàn)和推廣，并且還節(jié)省了成本。但是，在實際應(yīng)用中，如果頻率估計誤差較大，則不能真實地反映出渦流信號，周期性振動干擾和同一頻率信號的頻率波動規(guī)律，從而將基于頻率方差的數(shù)字信號處理方法的可靠性提高。最終受到影響。因此，提高頻率估算精度對確保渦街流量計的抗振性能具有重要意義。
噪聲干擾通常會疊加在渦流傳感器輸出的正弦信號中。為了從包含噪聲的信號中提取渦旋頻率，基于FFT的頻譜分析方法已經(jīng)成為處理渦流傳感器的輸出信號的有力工具，并已被廣泛使用。但是，過程工業(yè)需要低功耗，兩線制系統(tǒng)和渦街流量計的實時性能。為了實現(xiàn)兩線制，渦街流量計的系統(tǒng)功耗必須小于4mA，這需要一個低功耗的單片機來實現(xiàn)該算法，但是該單片機的計算速度和功能有限。資源。對于實時測量，通常需要使用渦街流量計在2S內(nèi)刷新測量結(jié)果，這要求單片機采樣時間和計算時間不應(yīng)太長。如果采樣時間短，則頻譜分析的分辨率會變差，并且測量精度可能會變差。如果運算周期不能太長，我們只能選擇一個相對簡單的算法。因此，對渦街流量計等過程儀表采用計算量少，存儲空間少，抗干擾能力強的頻譜校正方法，對提高頻譜分析的準確性和可靠性具有重要的現(xiàn)實意義。噪聲信號頻率校正的準確性將直接影響流量測量的準確性。為了提高頻率校正方法的抗噪聲性能，國內(nèi)外學(xué)者對噪聲信號的頻譜校正進行了分析研究。有三種方法可以實現(xiàn)更好的整體性能。漢恩窗截斷能量重心校正方法（HWEC）是一種魯棒的校正方法，幾乎不可能對校正方向進行錯誤判斷。但是，此方法的主瓣較寬，從而降低了相似頻率的分辨率。 HARM窗口截斷增加了計算量。當采樣接近整個周期時，合成相位差校正方法（RWPD）具有很強的抗噪能力。然而，當頻率偏差接近0.5時，該方法的校正誤差變大。 Quinn提出了一種基于傅立葉系數(shù)比（簡稱RWFCR）的校正方法，并證明了采樣傅立葉系數(shù)比來判斷校正方向的可靠性。該方法計算簡便，抗干擾能力強，但兩篇文獻均缺乏實際應(yīng)用。
本文提出了一種基于雙向校正和加權(quán)平均的頻率加權(quán)校正方法（RWBWFCR），通過用矩形窗口和傅立葉系數(shù)比截斷采樣數(shù)據(jù)來提高正弦信號的頻率估計精度。給出了該方法的校正原理。分析了不同的初始相位，不同的頻率偏移，不同的FFT點和不同的信噪比對頻率校正方法的影響。推導(dǎo)并驗證了固定高斯白噪聲頻率估計方法的理論準確性。該方法具有計算量少，存儲空間小，校正精度高，抗干擾能力強，易于MCU實時實現(xiàn)的優(yōu)點。將該方法應(yīng)用于低功耗，周期性振動較大的單傳感器渦街流量計中，以提高基于頻率方差的數(shù)字信號處理方法的可靠性。圖中顯示了本章的研究思路和主要研究內(nèi)容。
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