抗強振型渦街流量計和快速響應型壓電式閥門定位器軟件研制.pdf

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

2、數(shù)字濾波和自相關算法相結合的抗強振動干擾的渦街流量計在實際應用中存在的問題，對系統(tǒng)軟件進行了改進。基于MSP430F5418單片機，使用匯編語言的實數(shù)FFT算法完成自相關函數(shù)的計算，提高了計算速度；改進了自相關衰減系數(shù)的計算方法，保證了測量精度。
　　以噪聲模板和功率譜計算為基礎，提出噪聲模板序列與信號功率譜序列互相關的方法。通過對噪聲互相關函數(shù)和渦街互相關函數(shù)進行歸一化，并根據(jù)歸一化的互相關曲線分辨出噪聲信號和渦街信號。利用該算

3、法對振動實驗中采集的傳感器數(shù)據(jù)進行仿真計算，驗證了算法的有效性和適用性。
　　氣動調節(jié)閥廣泛應用于化工、冶金、電力和制藥等行業(yè)，而閥門定位器是氣動調節(jié)閥的核心單元，對氣動調節(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，被國內閥門定位器主要生產(chǎn)產(chǎn)家使用。但是目前國內采用五步開關法控制閥門，容易出現(xiàn)超調或振蕩，閥門運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

4、法存在的問題，提出了帶反向PWM降速的五步開關法，有效地降低了調節(jié)閥速度，最大限度地減小了控制過程中的超調量，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)應用于主控制過程中，減少了調節(jié)時間，提高了控制精度。
　　在基于MSP430F5418單片機的硬件系統(tǒng)上實時實現(xiàn)了參數(shù)自整定和控制，針對不同的氣動調節(jié)閥進行了實驗，和五步開關法相比較，PWM個數(shù)和調節(jié)時間均明顯減少