一种基于SVD和改进自适应算法的科氏流量计气体信号频率解算方法.pdf

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1、第26卷第10期传感技术学报Vo1．26No．10CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2013年l0月0ct．2013FrequencyMeasuringMethodBasedonSVDandImprovedALEArithmeticforGasCoriolisFlowmeterRENJianxin，BIANQi，ZHANGPeng，XIQuanmin(1．NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；2．Xi’anDonFfengElectricalCo．，Ltd．，Xi’an71006

2、8，China)Abstract：Frequencycalculationistheprimarytaskofthegascoriolisflowmetersignalprocessing．Accordingtothelowsignalnoiseratio，~equencyfluctuationofgassignalinthepracticalapplicationanewmethodbasedonthe，improvedAdaptiveLinearEnhance(ALE)frequencycalculationispresented：Inthismethodwefirstusedt

3、hesingularvaluedecomposition(SVD)todenoisingandreconstructingtheoriginalsignalofgassignal，thenappliedtheimprovedadaptivealgorithmforsignalreconstruction，andcalculatedthe~equency．Thesimulationandexperimentalresultsshowthat，thismethodcanobtainafasterconvergencespeedandhigherfrequencytrackingaccur

4、acy．Keywords：Coriolisn0wmeter；frequencycalculation；singularvaluedecomposition；improvedadaptivearithmeticEEACC：7250G；7220doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．10．017一种基于SVD和改进自适应算法的科氏流量计气体信号频率解算方法术任建新，边琦，张鹏，惠全民(1．西E丁业大学自动化学院，西安710129；2．西安东风机电有限公司，西安710068)摘要：频率解算是科氏流量计气体信号处理的首要任务。针对实际应用中气体信号信噪比低、频率波

5、动大的特点，提出了一种基于SVD和改进白适应算法的科氏流量计气体信号频率解算方法：首先利用SVD对气体信号降噪并重构原信号，然后应用改进自适应算法处理重构信号，解算出频率。仿真及实验结果表明，本方法可以获得更快的收敛速度和更高的频率跟踪精度。关键词：科氏流量计；频率解算；奇异值分解；改进自适应算法中图分类号：TH715文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)10—1405—04科氏流量计可以高精度地测量流体质量流量，的参数求出基频，以实现频率的实时测量与跟已成为目前研究最多、最有前途的直接式质量流量踪J。然而，文献[6—7]所采用的基于格型IIR滤测量仪表。气体作为一种

6、流体，存在密度小、粘度波器的自适应陷波器，其计算较为复杂，难以长时间低、受温度和压力影响大等特点，是流体计量工作中持续跟踪信号频率的变化。文献[8]所采用的简化的难点¨。对气体信号进行处理，关键在于能够精格型自适应陷波器，虽然计算简单、便于硬件实现，确的测算出来自两路传感器输出信号的频率和相但其对于先验知识未知的信号，难以兼顾收敛速度位。而对于测量管输人段与输出段两路信号问相位和频率跟踪精度，在实际应用中一般并不单独使用。差的精确测量则首先要求能够精确测得这两路信号本文在对科氏流量计气体信号特性分析的基础上，的频率。因此，需要对传感器输出信号的频率进行提出了一种先采用奇异值分解(SV

7、D)对气体信号降实时、精确的跟踪和测量。噪并重构原信号，然后应用基于优化零极点配置的现有的基于自适应陷波器方法的频率测量可以自适应算法处理重构信号，从而解算出频率的方法。根据被处理信号的特点，自动调整陷波器自身模型，仿真分析了算法的收敛特性和解算精度，实际实验使其陷波频率收敛到信号的基频处，并可由陷波器验证了算法的有效性。项目来源：国家自然科学基金项目(60974109)；西安市科技计划技术转移促进工程项目(CX12181(1))收稿日期：2013—07—