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对于噪声抗强振型涡街流量计和快速响应型压电式阀门软件研制

收藏本文 2024-02-25 点赞:33819 浏览:150200 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:涡街流量计由于无机械可动部件,安装方便,量程比较宽,并且可以测量气体和液体介质等优点,被广泛运用于石油化工等领域。但是,涡街流量计在实际运用中,由于目前普遍利用应力式涡街流量计,容易受到管道强振动干扰容易对测量精度造成的较大影响,特别当振动信号能量大于涡街信号能量时,功率谱浅析的策略无法正确得出涡街频率。由此,抗强振动干扰不足是涡街流量计亟需解决的不足,本论文基于单传感器抗强振动干扰不足进行了算法和软件探讨。针对基于单传感器的数字滤波和自相关算法相结合的抗强振动干扰的涡街流量计在实际运用中有着的不足,对系统软件进行了改善。基于MSP430F5418单片机,利用汇编语言的实数FFT算法完成自相关函数的计算,提升了计算速度;改善了自相关衰减系数的计算策略,保证了测量精度。以噪声模板和功率谱计算为基础,提出噪声模板序列与信号功率谱序列互相关的策略。通过对噪声互相关函数和涡街互相关函数进行归一化,并根据归一化的互相关曲线分辨出噪声信号和涡街信号。利用该算法对振动实验中采集的传感器数据进行仿真计算,验证了算法的有效性和适用性。气动调节阀广泛运用于化工、冶金、电力和制药等行业,而阀门是气动调节阀的核心单元,对气动调节阀的制约起决定性作用。其中压电式阀门具有制约灵活和功能齐全等优点,被国内阀门主要生产产家利用。但是目前国内采取五步开关法制约阀门,容易出现超调或振荡,阀门运转速度不平滑等不足。由此,探讨压电式阀门制约策略具有重要作用针对五步开关法有着的不足,提出了带反向PWM降速的五步开关法,有效地降低了调节阀速度,最大限度地减小了制约历程中的超调量,消除了振荡。探讨了新的参数自整定策略,利用自整定获得调节阀上升和下降不同位置的最佳PWM占空比,并将自整定参数运用于主制约历程中,减少了调节时间,提升了制约精度。在基于MSP430F5418单片机的硬件系统上实时实现了参数自整定和制约,针对不同的气动调节阀进行了实验,和五步开关法相比较,PWM个数和调节时间均显著减少,并且消除了超调和振荡的不足。关键词:涡街流量计论振动干扰论文噪声模板论文阀门论文反向PWM论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    致谢8-14

    前言14-15

    上篇 低功耗抗强振型祸街流量计15-41

    第一章 上篇绪论15-19

    1.1 探讨背景及作用15-16

    1.2 国内外探讨近况16-18

    1.3 本论文上篇主要工作18-19

    第二章 基于数字滤波和自相关计算的抗强振动策略改善19-27

    2.1 策略介绍19-20

    2.2 策略局限性浅析20-21

    2.3 策略改善21-24

    2.4 实验结果24-25

    2.5 本章小结25-27

    第三章 基于噪声模板与互相关计算的抗强振动算法探讨27-40

    3.1 振动实验27-29

    3.2 功率谱浅析29-32

    3.3 噪声模板建立32-34

    3.4 互相关计算34-37

    3.5 仿真实验结果37-39

    3.6 本章小结39-40

    第四章 上篇总结与展望40-41

    下篇 快速响应型压电式阀门软件研制41-73

    第五章 下篇绪论41-47

    5.1 探讨背景及作用41-44

    5.1.1 气动调节阀的组成41

    5.1.2 压电式阀门工作原理41-43

    5.1.3 压电式阀门的运用43-44

    5.2 国内外压电式阀门的进展及探讨近况44-46

    5.3 本论文下篇主要工作46-47

    第六章 压电式阀门制约算法和参数自整定策略探讨47-60

    6.1 制约算法探讨47-52

    6.1.1 传统五步制约算法47-48

    6.1.2 带反向PWM的五步制约法48-50

    6.1.3 制约效果比较50-52

    6.2 参数自整定策略探讨52-58

    6.2.1 参数自整定作用52-53

    6.2.2 参数自整定历程53-54

    6.2.3 确定最佳PWM占空比54-56

    6.2.4 实验测试56-58

    6.3 本章小结58-60

    第七章 压电式阀门软件研制60-72

    7.1 系统硬件介绍60

    7.2 系统软件总体框图60-61

    7.3 主监控程序流程图61-62

    7.4 参数自整定程序62-66

    7.4.1 行程类型自整定62-63

    7.4.2 端点及最大速度自整定63-64

    7.4.3 最大过冲量自整定64-65

    7.4.4 最佳PWM占空比自整定65-66

    7.5 主制约程序66-67

    7.6 实验测试67-71

    7.7 本章小结71-72

    第八章 下篇总结与展望72-73

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