[发明专利]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

说明书

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：

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，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1】获得数字信号Y（n）；

2】对数字信号Y（n）进行预处理，得到数字信号X（n），X（n）=X（1），X（2）…X（n）；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（n）进行分解：

构建行数为L，列数为K的矩阵Y₁。将Y（n）中的第i个元素Y（i），第i+1个元素Y（i+1），到第L+i-1个元素Y（L+i-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1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（n）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（n）中待测量信号特征的数字信号X（n）；

3】对数字信号X（n）进行滤波：

3.1】构建滤波器：

构建以

H(z)=1+2k0z-1+z-21+2k1ρz-1+ρ2z-2]]>