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《基于时变信号模型和归一化格型陷波器的科氏流量计信号处理方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第3期计量学报Vol.28,№32007年7月ACTAMETROLOGICASINICAJuly,2007基于时变信号模型和归一化格型陷波器的科氏流量计信号处理方法倪伟,徐科军(合肥工业大学自动化研究所,安徽合肥230009)摘要:采用具有跟踪频率变化能力的自适应归一化格型陷波器,对频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的科氏流量传感器信号进行滤波,以求得其频率;再采用自适应谱线增强器从含有噪声的数据中提取所需要的信号;然后采用具有重叠窗的滑动Goertzel算法计算两路信号之间的实时相位差,并通过频率和相位差计算时间差,求得质量流量。仿真结果表明该方法是有效的。关键
2、词:计量学;科里奥利质量流量计;随机游动模型;归一化格型陷波器;滑动Goertzel算法;自适应谱线增强器中图分类号:TB937文献标识码:A文章编号:100021158(2007)0320243205ASignalProcessingMethodforCoriolisFlowmeterBasedonTime2varyingSignalModelandNormalizedLatticeNotchFilterNIWei,XUKe2jun(InstituteofAutomation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei,Anhui230009,Chi
3、na)Abstract:Anadaptivenormalizedlatticenotchfilterwiththecapabilityoftrackingfrequencyvariationisappliedtofilterthesensoroutputsignal,whosefrequency,amplitudeandphasearetime-varyingbasedontherandomwalkmodel,ofCoriolismassflowmeterandcalculateitsfrequency.Anadaptivelineenhancerbasedontheabov
4、ementionednotchfilterextractsthesignalrequiredfromthenoisydata.ThentheslidingGoertzelalgorithmwithoverlapwindowsisusedtocalculatetherealtimephasedifferencebetweentwosignalsofthiskind.Withthefrequencyandphasedifferenceobtained,thetimeintervalbetweenthetwosignalsandthemassflowratearederived.T
5、hesimulationresultsshowthatalgorithmsstudiedareefficient.Keywords:Metrology;Coriolismassflowmeter;Randomwalkmodel;Normalizedlatticenotchfilter;SlidingGoertzelalgorithm;Adaptivelineenhancer流量计信号由于受到管内流体的流速、密度和流体[9,10]1引言脉动等因素变化的影响,其信号特征是随时间变化的。目前,国内外相关研究机构将数字信号处理技为了更真实地描述科氏流量计的信号的实际特术和DSP芯片应
6、用于科里奥利质量流量计(以下简性,文献[11]中提出了以频率、幅值和相位均按照随[1～8]称科氏流量计)的信号处理。但是,这些研究机游动模型(RandomWalkModel)变化的信号模拟科都是基于信号的频率、幅值和相位不随时间变化这氏流量计信号,并初步研究了一种采用直接型IIR一假定,即基于时不变信号模型。然而,实际上科氏自适应陷波器和滑动Goertzel算法的信号处理方法,收稿日期:2004212221;修回日期:2006210220作者简介:倪伟(1977-),男,安徽合肥人,合肥工业大学副教授,博士,主要从事工业自动化的研究。244计量学报2007年7月从含有噪声干扰
7、的信号中,准确测得质量流量。文献[12]针对文献[11]中不能实时求得相位差和时间差的这一缺点进行了改进,采用重叠的矩形窗对增强后的信号进行截取,通过冗余计算来去除滑动Goertzel算法收敛过程的影响,实现了两信号之间相位差和时间差的实时计算。但是,文献[11,12]所采用的直接型IIR自适应陷波器计算复杂,并且对图1归一化格型陷波器参数初始值的选取较为敏感。为此,本文采用计算经过滤波的回归信号为更为简单的自适应归一化格型陷波器取代直接型自-1zcosθ2cosθ1适应IIR陷波器,与滑动Goertz
