专利名称：一种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法
技术领域：
本发明属于流体测量领域，具体涉及到一种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法。
背景技术：
流体质量流量的测量与控制在许多工业领域有着重要而广泛的作用。质量流量测量包括直接和间接两种方式。由于技术方面的原因，传统的质量流量测量多采用间接方式。间接测量质量流量需要测压力、温度、体积流量、密度等，这使得流量计部件增多，从而使流量计成本高、精度低、故障率高，安装使用维护很不方便。目前在工业计量中，对于温度、压力、组分不断变化的气体介质来说，直接方式测量远比间接测量更具有实际价值。因此，直接测量流体的质量流量比间接测量质量流量有更大的优势。科里奥利流量计已成为目前研究最多、最有前途的直接式质量流量仪器，市场需求量也越来越大。对科里奥利流量计的信号进行处理，关键在于能够精确的测算出来自两路传感器输出信号的频率和相位。而对于测量管输入段与输出段两路信号间相位差的精确测量则首先要求能够精确测得这两路信号的频率。因此，需要对传感器输出信号的频率进行实时、精确的跟踪和测量。现有的基于自适应陷波器方法的频率测量可以根据被处理信号的特点，自动调整陷波器自身模型，使其陷波频率收敛到信号的基频处，并可由陷波器的参数求出基频，以实现频率的实时测量与跟踪，但存在难以兼顾频率跟踪的精度与跟踪的实时性的问题。另有基于格型IIR滤波器的自适应陷波器，其计算较为复杂，难以长时间持续跟踪信号频率的变化。也有采用的简化格型自适应陷波器，虽然计算简`单、便于硬件实现，但其对于先验知识未知的信号，难以兼顾收敛速度和频率跟踪精度，在实际应用中一般并不单独使用。

发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，能够实时、精确跟踪和测量传感器输出信号频率。本发明的技术方案:—种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特殊之处在于，包括以下步骤:I获得数字信号Y (n)；2对数字信号Y (η)进行预处理，得到数字信号X (η), X (n) =X (I), X (2)…X (η);预处理优选奇异谱分析的方法，具体包括步骤2.1和2.2；2.1对数字信号Y (η)进行分解:构建行数为L，列数为K的矩阵I。将Y (η)中的第i个元素Y (1)，第1+1个元素Y (i+Ι)，到第L+1-Ι个元素Y (L+1-Ι)依次赋值给Y1的第i列所对应的L个元素，i的取值范围从I到K。
然后对矩阵Y1进行奇异值分解(SVD)，得到特征矩阵U、V。2.2对数字信号Y (η)进行重构:选取U、V中能够反映原数字信号中待测量信号特征的m个特征向量组生成重构矩阵RC ;通过重构矩阵RC生成包含Y (η)中待测量信号特征的数字信号X (η)；3对数字信号X (η)进行滤波:3.1构建滤波器:构建以
权利要求
1.一种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤: I获得数字信号Y (n); 2对数字信号Y (η)进行预处理后获得数字信号X (η), X (n) =X (I), X (2) -X(η)； 3对数字信号X (η)进行滤波: 3.1构建滤波器: 构建以
2.根据权利要求1所述的基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特征在于:所述信号预处理方法是奇异谱分析的方法，具体步骤是: 2.1对数字信号Y (η)进行分解: 构建行数为L,列数为K的矩阵Y1:将Y (η)中的第i个元素Y (0,第1+1个元素￥(i+Ι)，到第L+1-Ι个元素Y (L+1-1)依次赋值给Y1的第i列所对应的L个元素，i的取值范围从I到K ; 然后对矩阵Y1进行奇异值分解，得到特征矩阵U、V ； 2.2对数字信号Y (η)进行重构: 选取U、V中能够反映原数字信号Y (η)中待测量信号特征的m个特征向量组生成重构矩阵RC，通过重构矩阵RC生成包含Y (η)中待测量信号特征的数字信号X (η)。
3.根据权利要求1所述的基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特征在于，步骤3.2调整1 时，根据 Y (n) = Y0Y (n-1) + (1-Y0) Y ^k1 [1-y (n) tarT1 ( Δ f)]进行调整。
4.根据权利要求1所述的基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特征在于，所述 曲线拟合的方法是线性最小二乘拟合。
5.根据权利要求1所述的基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，其特征在于，步骤I的数字信号Y (η)由以下方法得到:从科里奥利流量计的振动管传感器上获得原始频率信号，对原始频率信号进行AD采样，获得数字信号Y (η)。
全文摘要
本发明涉及一种基于改进自适应算法的科里奥利流量计信号跟踪方法，解决现有信号跟踪方法难以长时间实时准确跟踪和测量信号频率的问题。本发明基于奇异谱分析方法和基于优化零极点配置滤波算法，通过对输入信号进行预处理，构建以为传递函数的滤波器，动态调整滤波器模型，使极点以变角度的方式趋近于零点。本发明能够实时、精确跟踪和测量传感器输出信号频率。本方法与传统方法相比在频率跟踪方面具有更好的收敛性和实时性，实现了在工业现场中对科里奥利流量计传感器信号进行长时间、高精度的跟踪。
文档编号G01F1/84GK103162755SQ20131003939
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者任建新, 王鑫鹏, 边琦, 张鹏 申请人:西安东风机电有限公司