今天給大家介紹一下關(guān)于渦街流量計(jì)加權(quán)平均值的頻率校正方法，供大家參考，希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
為了解決渦街流量計(jì)容易受到管道強(qiáng)烈周期振動(dòng)干擾的國(guó)際問題，根據(jù)渦流信號(hào)的頻率波動(dòng)大于周期振動(dòng)干擾的特性差異，提出了一種基于頻率方差的數(shù)字信號(hào)處理方法提出了通過設(shè)置方差閾值來區(qū)分渦流信號(hào)和周期性振動(dòng)干擾的方法。頻率波動(dòng)特性的差異已在第2章的模型分析中得到了驗(yàn)證。該方法僅使用常規(guī)的渦流傳感器，對(duì)渦流傳感器的設(shè)計(jì)和安裝沒有太多要求。它相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)和推廣，并且還節(jié)省了成本。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，如果頻率估計(jì)誤差較大，則不能真實(shí)地反映出渦流信號(hào)，周期性振動(dòng)干擾和同一頻率信號(hào)的頻率波動(dòng)規(guī)律，從而將基于頻率方差的數(shù)字信號(hào)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(duì)確保渦街流量計(jì)的抗振性能具有重要意義。
噪聲干擾通常會(huì)疊加在渦流傳感器輸出的正弦信號(hào)中。為了從包含噪聲的信號(hào)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(hào)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(jì)的實(shí)時(shí)性能。為了實(shí)現(xiàn)兩線制，渦街流量計(jì)的系統(tǒng)功耗必須小于4mA，這需要一個(gè)低功耗的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)該算法，但是該單片機(jī)的計(jì)算速度和功能有限。資源。對(duì)于實(shí)時(shí)測(cè)量，通常需要使用渦街流量計(jì)在2S內(nèi)刷新測(cè)量結(jié)果，這要求單片機(jī)采樣時(shí)間和計(jì)算時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)。如果采樣時(shí)間短，則頻譜分析的分辨率會(huì)變差，并且測(cè)量精度可能會(huì)變差。如果運(yùn)算周期不能太長(zhǎng)，我們只能選擇一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的算法。因此，對(duì)渦街流量計(jì)等過程儀表采用計(jì)算量少，存儲(chǔ)空間少，抗干擾能力強(qiáng)的頻譜校正方法，對(duì)提高頻譜分析的準(zhǔn)確性和可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。噪聲信號(hào)頻率校正的準(zhǔn)確性將直接影響流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。為了提高頻率校正方法的抗噪聲性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)噪聲信號(hào)的頻譜校正進(jìn)行了分析研究。有三種方法可以實(shí)現(xiàn)更好的整體性能。漢恩窗截?cái)嗄芰恐匦男Ｕ椒ǎ℉WEC）是一種魯棒的校正方法，幾乎不可能對(duì)校正方向進(jìn)行錯(cuò)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?cái)嘣黾恿擞?jì)算量。當(dāng)采樣接近整個(gè)周期時(shí)，合成相位差校正方法（RWPD）具有很強(qiáng)的抗噪能力。然而，當(dāng)頻率偏差接近0.5時(shí)，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(jiǎn)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(jì)算簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)，但兩篇文獻(xiàn)均缺乏實(shí)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?cái)嗖蓸訑?shù)據(jù)來提高正弦信號(hào)的頻率估計(jì)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(diǎn)和不同的信噪比對(duì)頻率校正方法的影響。推導(dǎo)并驗(yàn)證了固定高斯白噪聲頻率估計(jì)方法的理論準(zhǔn)確性。該方法具有計(jì)算量少，存儲(chǔ)空間小，校正精度高，抗干擾能力強(qiáng)，易于MCU實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。將該方法應(yīng)用于低功耗，周期性振動(dòng)較大的單傳感器渦街流量計(jì)中，以提高基于頻率方差的數(shù)字信號(hào)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?jī)?nèi)容。
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