基于Duffing振子和雙窗估計(jì)的渦街信號(hào)處理方法研究.pdf

1、渦街流量計(jì)因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)可動(dòng)部件、介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用.但是,將其用于低流速測(cè)量時(shí)仍存在明顯不足,渦街的有用信號(hào)被強(qiáng)噪聲淹沒,從而導(dǎo)致無(wú)法提取有用信號(hào),致使渦街的量程比小,測(cè)不到更低的流量下限. 本課題就是針對(duì)這一問題提出的,對(duì)渦街流量計(jì)在低流速、小口徑下信號(hào)微弱,易被噪聲淹沒而不易提取的問題進(jìn)行研究,摒棄傳統(tǒng)的模擬信號(hào)處理方法,利用數(shù)字信號(hào)處理方法解決微弱渦街信號(hào)的估計(jì)問題.在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上

2、,采用了松弛陷波周期圖法進(jìn)行仿真研究,針對(duì)仿真中出現(xiàn)的問題,對(duì)松弛陷波周期圖中單諧波估計(jì)算法進(jìn)行改進(jìn),比較了不同窗函數(shù)下的估計(jì)效果,最終提出了利用雙窗估計(jì)單頻信號(hào)的方法,即頻率估計(jì)采用漢寧窗,幅值估計(jì)采用三角窗.通過仿真和在DN25、DN50水裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),均驗(yàn)證了基于雙窗估計(jì)的松弛陷波周期圖法的有效性,DN25最低可測(cè)得0.317m<'3>/h,DN50最低可測(cè)得1.009 m<'3>/h,且重復(fù)性均小于1﹪,有效地?cái)U(kuò)展了流量下限.

3、 但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),松弛陷波周期圖法對(duì)于測(cè)量更低流量效果不好,噪聲分布在整個(gè)頻域中,無(wú)法通過基于最大似然頻率估計(jì)的方法將渦街信號(hào)提取出來,于是在本文中又提出一個(gè)新的研究方法--基于混沌理論的微弱信號(hào)檢測(cè).通過對(duì)duffing振子方程運(yùn)動(dòng)特性、抗噪特性以及檢測(cè)未知頻率信號(hào)特性的仿真研究,初步認(rèn)為基于混沌理論的檢測(cè)方法是適用于更低流速下渦街信號(hào)檢測(cè)的,抗噪性和估計(jì)精度均好于松弛陷波周期圖法.但是,對(duì)于混沌的研究是近十幾年才興起的,應(yīng)用