基于μC/OS-Ⅱ的实时噪声测量系统研究
发布时间：2021-11-10 01:53
随着工业化进程的不断加深,噪声污染问题日益严峻,带来了一系列不良效应。有效治理噪声污染,是当今社会面临的主要问题之一。因此,对噪声的准确测量具有重要的研究意义。设计精度高、实时性较好的噪声测量系统,是认识、分析和处理噪声问题的重要前提。噪声测量系统的测量精度必须得以保证,才能得到准确的分析结果,且要求系统能够实时分析噪声信号各频带成分。设计合理的嵌入式硬件方案能使系统以足够快的速度对噪声数据进行处理与分析。因此,本文对噪声测量的主要分析算法以及系统的具体实现方法进行研究,旨在开发一种精度高,实时性较好,可操作性较强的实时噪声测量系统。由于双线性变换法在实现频率计权滤波器设计时存在固有频率失真问题,本文提出一种基于改进帝国竞争算法的IIR滤波器设计方法。在算法同化阶段引入混沌函数来增大搜索范围,同时在帝国竞争阶段引入克隆进化算子来引导算法向最优解方向搜索。根据频率计权的IIR滤波器误差来源,设计相应的滤波器优化模型和目标函数,利用改进帝国竞争算法对滤波器系数搜索求解,实现频率计权的优化设计。本文构建DSP+ARM的实时噪声测量系统硬件平台,并将μC/OS-Ⅱ移植到测量系统的ARM部分,以...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1两款主流噪声测量仪实物图
图 3.3 fdatool 滤波器设计界面.2.1 倍频程滤波器的数字化实现以中心频率 fm=8kHz 的倍频程滤波器设计为例，采样频率 fs=48kHzTLAB 命令窗，键入 fdatool 得到如图 3.3 所示的设计界面，利用滤波器设即可得到该中心频率处的 8 阶 IIR 带通滤波器直接形式的滤波器系数：B={0.007875，0，-0.031499，0，0.047249，0，-0.031499，0，0.007874A={1.000000，-2.952529，5.446983，-6.630901，6.135356，-4.101035，2.0778333，0.142355}要得到级联形式的系数ikB 、ikA ，可使用 MATLAB 软件函数 tf2sos.m，递函数转换为二阶环节，它的调用方法为 sos , G =tf 2sos ( B, A)将设计出的直接型 8 阶带通滤波器转换成 4 个二阶级联型结构，得到系1.9685 0.9685 1.0000 -0.4859 0.45771.0000
信的下载界面，当两者一旦通信成功，上位机软件将自动读取系统声数据，包括多种测量类型以及测量的日期、时间等信息。开始初始化串口与上位机联机？允许接收？N结束标志？获取命令标志获取串口数据Y保存数据到命令队列NN复位标志？结束N发送Busy响应 禁止接收命令Y保存结束标志YY图 4.8 串口通信流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]引入IIR滤波器对换流变增量差动暂态性能的影响分析[J]. 张振华,牛志雷,陈干杰,张红跃,古领先. 电测与仪表. 2018(02)
[2]基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯设计[J]. 张帝,董飞,高彬,赵端,丁恩杰. 工矿自动化. 2018(02)
[3]基于帝国殖民竞争算法优化支持向量机的电力变压器故障诊断模型[J]. 张镱议,焦健,汪可,郑含博,房加珂,周浩. 电力自动化设备. 2018(01)
[4]基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计[J]. 李基,邵琼玲,王盛军. 计算机测量与控制. 2017(12)
[5]FIR滤波器的FPGA设计与实现[J]. 陈媛媛,刘有耀. 电子设计工程. 2017(24)
[6]基于Cortex-M4处理器的μC/OS-Ⅲ移植分析与实现[J]. 张扬,李恒,谭洁. 工业仪表与自动化装置. 2017(06)
[7]基于LabVIEW的多通道噪声倍频程分析系统[J]. 肖艳华,唐求,林海军. 仪表技术与传感器. 2017(12)
[8]计算机嵌入式实时操作系统设计及应用[J]. 李琳. 计算机与网络. 2017(23)
[9]城市噪声污染及监测方法综述[J]. 沈莘,刘小峰,向超胜. 电子测量技术. 2017(11)
[10]改进帝国竞争算法求解柔性流水车间排产问题[J]. 韩忠华,孙越,史海波,林硕. 控制工程. 2017(08)
博士论文
[1]多通道噪声测量的关键理论与应用研究[D]. 曾金芳.湖南大学 2015
[2]多抽样率信号处理方法及其在实时系统中的应用[D]. 沈国重.浙江大学 2001
硕士论文
[1]帝国主义竞争算法的改进及其在结构识别中的应用[D]. 邵永亮.苏州科技大学 2017
[2]便携式振动噪声测量分析仪的研发[D]. 左翔.扬州大学 2017
[3]环境噪声的实时测量方法与应用研究[D]. 毛政海.湖南大学 2016
[4]基于双线性变换方法的CN-FDTD的完全匹配层算法研究[D]. 于洋.天津工业大学 2016
[5]基于TMS320VC5502的多功能声级计设计[D]. 贾杨威.湖南大学 2015
[6]高铁CPⅢ精密测量实时核检嵌入式系统[D]. 马腾.长安大学 2014
[7]基于Linux的声压级测量技术研究[D]. 蔡德威.浙江大学 2014
[8]基于嵌入式系统的实时声音频谱分析技术[D]. 罗自荣.浙江大学 2014
[9]基于ARM处理器与UCOS-Ⅱ操作系统的智能产量计设计研究[D]. 李登.华中科技大学 2013
[10]数字信号处理技术在噪声频谱分析仪中的应用[D]. 陈磊.西安电子科技大学 2010
本文编号：3486333
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1两款主流噪声测量仪实物图
图 3.3 fdatool 滤波器设计界面.2.1 倍频程滤波器的数字化实现以中心频率 fm=8kHz 的倍频程滤波器设计为例，采样频率 fs=48kHzTLAB 命令窗，键入 fdatool 得到如图 3.3 所示的设计界面，利用滤波器设即可得到该中心频率处的 8 阶 IIR 带通滤波器直接形式的滤波器系数：B={0.007875，0，-0.031499，0，0.047249，0，-0.031499，0，0.007874A={1.000000，-2.952529，5.446983，-6.630901，6.135356，-4.101035，2.0778333，0.142355}要得到级联形式的系数ikB 、ikA ，可使用 MATLAB 软件函数 tf2sos.m，递函数转换为二阶环节，它的调用方法为 sos , G =tf 2sos ( B, A)将设计出的直接型 8 阶带通滤波器转换成 4 个二阶级联型结构，得到系1.9685 0.9685 1.0000 -0.4859 0.45771.0000
信的下载界面，当两者一旦通信成功，上位机软件将自动读取系统声数据，包括多种测量类型以及测量的日期、时间等信息。开始初始化串口与上位机联机？允许接收？N结束标志？获取命令标志获取串口数据Y保存数据到命令队列NN复位标志？结束N发送Busy响应 禁止接收命令Y保存结束标志YY图 4.8 串口通信流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]引入IIR滤波器对换流变增量差动暂态性能的影响分析[J]. 张振华,牛志雷,陈干杰,张红跃,古领先. 电测与仪表. 2018(02)
[2]基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯设计[J]. 张帝,董飞,高彬,赵端,丁恩杰. 工矿自动化. 2018(02)
[3]基于帝国殖民竞争算法优化支持向量机的电力变压器故障诊断模型[J]. 张镱议,焦健,汪可,郑含博,房加珂,周浩. 电力自动化设备. 2018(01)
[4]基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计[J]. 李基,邵琼玲,王盛军. 计算机测量与控制. 2017(12)
[5]FIR滤波器的FPGA设计与实现[J]. 陈媛媛,刘有耀. 电子设计工程. 2017(24)
[6]基于Cortex-M4处理器的μC/OS-Ⅲ移植分析与实现[J]. 张扬,李恒,谭洁. 工业仪表与自动化装置. 2017(06)
[7]基于LabVIEW的多通道噪声倍频程分析系统[J]. 肖艳华,唐求,林海军. 仪表技术与传感器. 2017(12)
[8]计算机嵌入式实时操作系统设计及应用[J]. 李琳. 计算机与网络. 2017(23)
[9]城市噪声污染及监测方法综述[J]. 沈莘,刘小峰,向超胜. 电子测量技术. 2017(11)
[10]改进帝国竞争算法求解柔性流水车间排产问题[J]. 韩忠华,孙越,史海波,林硕. 控制工程. 2017(08)
博士论文
[1]多通道噪声测量的关键理论与应用研究[D]. 曾金芳.湖南大学 2015
[2]多抽样率信号处理方法及其在实时系统中的应用[D]. 沈国重.浙江大学 2001
硕士论文
[1]帝国主义竞争算法的改进及其在结构识别中的应用[D]. 邵永亮.苏州科技大学 2017
[2]便携式振动噪声测量分析仪的研发[D]. 左翔.扬州大学 2017
[3]环境噪声的实时测量方法与应用研究[D]. 毛政海.湖南大学 2016
[4]基于双线性变换方法的CN-FDTD的完全匹配层算法研究[D]. 于洋.天津工业大学 2016
[5]基于TMS320VC5502的多功能声级计设计[D]. 贾杨威.湖南大学 2015
[6]高铁CPⅢ精密测量实时核检嵌入式系统[D]. 马腾.长安大学 2014
[7]基于Linux的声压级测量技术研究[D]. 蔡德威.浙江大学 2014
[8]基于嵌入式系统的实时声音频谱分析技术[D]. 罗自荣.浙江大学 2014
[9]基于ARM处理器与UCOS-Ⅱ操作系统的智能产量计设计研究[D]. 李登.华中科技大学 2013
[10]数字信号处理技术在噪声频谱分析仪中的应用[D]. 陈磊.西安电子科技大学 2010
本文编号：3486333
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3486333.html
