抗強(qiáng)振型渦街流量計(jì)和快速響應(yīng)型壓電式閥門定位器軟件研制.pdf

1、渦街流量計(jì)由于無機(jī)械可動(dòng)部件，安裝方便，量程比較寬，并且可以測量氣體和液體介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石油化工等領(lǐng)域。但是，渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中，由于目前普遍使用應(yīng)力式渦街流量計(jì)，容易受到管道強(qiáng)振動(dòng)干擾容易對測量精度造成的較大影響，特別當(dāng)振動(dòng)信號能量大于渦街信號能量時(shí)，功率譜分析的方法無法正確得出渦街頻率。因此，抗強(qiáng)振動(dòng)干擾問題是渦街流量計(jì)亟需解決的問題，本文基于單傳感器抗強(qiáng)振動(dòng)干擾問題進(jìn)行了算法和軟件研究。
　　針對基于單傳感器的

2、數(shù)字濾波和自相關(guān)算法相結(jié)合的抗強(qiáng)振動(dòng)干擾的渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，對系統(tǒng)軟件進(jìn)行了改進(jìn)?；贛SP430F5418單片機(jī)，使用匯編語言的實(shí)數(shù)FFT算法完成自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算，提高了計(jì)算速度；改進(jìn)了自相關(guān)衰減系數(shù)的計(jì)算方法，保證了測量精度。
　　以噪聲模板和功率譜計(jì)算為基礎(chǔ)，提出噪聲模板序列與信號功率譜序列互相關(guān)的方法。通過對噪聲互相關(guān)函數(shù)和渦街互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行歸一化，并根據(jù)歸一化的互相關(guān)曲線分辨出噪聲信號和渦街信號。利用該算

3、法對振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真計(jì)算，驗(yàn)證了算法的有效性和適用性。
　　氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電力和制藥等行業(yè)，而閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的核心單元，對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制起決定性作用。其中壓電式閥門定位器具有控制靈活和功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，被國內(nèi)閥門定位器主要生產(chǎn)產(chǎn)家使用。但是目前國內(nèi)采用五步開關(guān)法控制閥門，容易出現(xiàn)超調(diào)或振蕩，閥門運(yùn)行速度不平滑等問題。因此，研究壓電式閥門定位器控制方法具有重要意義。
　　針對五步開關(guān)

4、法存在的問題，提出了帶反向PWM降速的五步開關(guān)法，有效地降低了調(diào)節(jié)閥速度，最大限度地減小了控制過程中的超調(diào)量，消除了振蕩。研究了新的參數(shù)自整定方法，利用自整定獲得調(diào)節(jié)閥上升和下降不同位置的最佳PWM占空比，并將自整定參數(shù)應(yīng)用于主控制過程中，減少了調(diào)節(jié)時(shí)間，提高了控制精度。
　　在基于MSP430F5418單片機(jī)的硬件系統(tǒng)上實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)了參數(shù)自整定和控制，針對不同的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，和五步開關(guān)法相比較，PWM個(gè)數(shù)和調(diào)節(jié)時(shí)間均明顯減少