基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率估计方法研究

发布时间：2017-10-11 16:13

  本文关键词：基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率估计方法研究

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【摘要】：科里奥利质量流量计(CMF,简称科氏流量计)具有测量精度高、可测流体范围广等优点,在石油、化工等行业得到了较为广泛的应用,是当前发展最为迅速、最具代表性的质量流量计之一。科氏流量计的质量流量与两路传感器输出信号之间的时间差成正比关系,通过快速、准确地检测出信号频率和相位差,进而计算求得时间差是科氏流量计信号处理的关键。其中,相位差的估计精度也依赖于信号频率的估计精度,而现有的科氏流量计频率估计方法一般是基于自适应陷波器的频率估计方法,由于陷波器自身的原因,存在收敛速度偏慢、长时频率估计精度不高,且难以兼顾收敛速度和频率估计精度等难题,已无法满足实际应用的需要。针对上述问题,本文探讨了基于自适应陷波器的科氏流量计频率估计方法,完成的主要工作包括:(1)对科氏流量计的信号频率估计方法进行了归纳总结。分析了国内外有关科氏流量计信号频率估计方法的研究现状,了解了各种方法的优缺点,为克服当前存在问题和提出科氏流量计频率估计新方法打下了基础。(2)对科氏流量计的信号模型进行了分析。基于科氏流量计的测量原理及其信号特点,对时不变信号模型和时变信号模型进行了对比分析,有助于对科氏流量计频率估计方法的动态性能开展研究。(3)对三种自适应陷波器的性能进行了分析。分析了格型自适应陷波器、简化格型自适应陷波器和新式自适应陷波器三种典型的自适应陷波器,通过对其性能的比较分析,有助于更加直观地了解各种陷波器的优缺点,更有利于提出新的、更好的解决方法。(4)提出了一种基于改进简化格型陷波器的科氏流量计信号频率估计方法。简化格型陷波器具有结构简单、持续跟踪能力较强等特点,但仍存在不完全收敛问题,导致陷波器无法长时持续稳定跟踪信号频率的变化,为此,本文借鉴反馈控制的思想,设计一频率跟踪质量评价指标,提出了一种基于改进简化格型陷波器的科氏流量计信号频率估计方法。(5)提出了一种基于插值FFT和改进简化格型陷波器的频率估计方法。为去除自适应陷波器存在收敛过程的影响,首先采用插值FFT来估计信号初始频率,然后采用改进的简化格型陷波器来跟踪信号频率,提出了一种基于插值FFT和改进简化格型陷波器的科氏流量计信号频率估计方法。
【关键词】：频率估计 自适应陷波器 FFT 科氏流量计
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH814
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文研究内容与组织结构12
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 组织结构12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 科氏流量计信号模型分析13-21
• 2.1 科氏流量计原理13-15
• 2.2 科氏流量计信号模型15-16
• 2.3 仿真分析16-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 三种自适应陷波器的性能分析21-34
• 3.1 自适应格型陷波器21-22
• 3.2 简化格型陷波器22-24
• 3.3 新式自适应陷波器24-25
• 3.4 仿真分析25-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 基于改进简化格型陷波器的科氏流量计信号频率估计方法34-43
• 4.1 存在问题34-35
• 4.2 改进措施35-37
• 4.3 实现步骤37-38
• 4.4 仿真分析38-42
• 4.5 本章小结42-43
• 5 基于插值FFT和改进简化格型陷波器的频率估计方法43-52
• 5.1 基本思想43-44
• 5.2 实现步骤44-46
• 5.3 仿真分析46-51
• 5.4 本章小结51-52
• 6 总结与展望52-55
• 6.1 全文总结52-53
• 6.2 工作展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 李明;涂亚庆;沈廷鳌;杨辉跃;;二阶自适应陷波器频率估计方法统计性能分析[J];信号处理;2013年06期

4 沈廷鳌;涂亚庆;张海涛;苏奋华;;科氏流量计的时变信号处理方法[J];重庆大学学报;2013年04期

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8 沈廷鳌;涂亚庆;张海涛;苏奋华;;基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法[J];电子测量与仪器学报;2010年12期

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：1013497