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抗强振型涡街流量计和快速响应型压电式阀门定位器软件研制

更新时间：2020-03-19 15:52:23 大小：4M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：涡街流量计 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

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，被广泛应用于石油化工等领域。但是，涡街流量计在实际应用中，由于目前普遍使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，功率谱分析的方法无法正确得出涡街频率。因此，抗强振动干扰问题是涡街流量计亟需解决的问题，本文基于单传感器抗强振动干扰问题进行了算法和软件研究。

  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应用中存在的问题，对系统软件进行了改进。基于MSP430F5418单片机，使用汇编语言的实数FFT算法完成自相关函数的计算，提高了计算速度；改进了自相关衰减系数的计算方法，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方法。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。

  气动调节阀广泛应用于化工、冶金、电力和制药等行业，而阀门定位器是气动调节阀的核心单元，对气动调节阀的控制起决定性作用。其中压电式阀门定位器具有控制灵活和功能齐全等优点，被国内阀门定位器主要生产产家使用。但是目前国内采用五步开关法控制阀门，容易出现超调或振荡，阀门运行速度不平滑等问题。因此，研究压电式阀门定位器控制方法具有重要意义。

  针对五步开关法存在的问题，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，最大限度地减小了控制过程中的超调量，消除了振荡。研究了新的参数自整定方法，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，并将自整定参数应用于主控制过程中，减少了调节时间，提高了控制精度。

  在基于MSP430F5418单片机的硬件系统上实时实现了参数自整定和控制，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个数和调节时间均明显减少，并且消除了超调和振荡的问题。

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