[发明专利]一种测压管路信号的时域校准方法

说明书

本发明公开了一种测压管路信号的时域校准方法，包括以下步骤：S1、计算测压管路系统频响函数H(ω)；S2、设计幅值补偿器Hsubgt;1/subgt;补偿测压管路系统幅频特性，得到幅频修正后信号xsubgt;1/subgt;(t)；S3、设计相位补偿器Hsubgt;2/subgt;补偿测压管路系统相频特性，得到相频修正后信号ysubgt;1/subgt;(t)；S4、将ysubgt;1/subgt;(t)平移δ样本点数得到修正后真实风压时程y(t)。本申请采用一种高精度的流体管道耗散模型建立测压管路系统的频响函数，由理论频响函数模型直接计算构造相应的数字滤波器，对畸变信号的幅值和相位误差分别进行了补偿修正，最终得到修正后的真实风压时程。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种测压管路信号的时域校准方法。

背景技术

多点同步测压试验技术是风洞实验中确定建筑物表面风荷载的一种常用的技术手段。测量系统通常由测压管路和测压传感器组成，在实际应用中，脉动风压信号在经过测压管路到达传感器时会发生畸变，风压信号的幅值和相位都会发生变化，从而导致测量信号不准确。为了保证风洞测量结果的准确性，应该采取修正的方法消除风压信号的畸变。

对于测压管路信号修正领域的已有处理方法主要有：

1、物理手段：通过在测压管路中加限制器(一种金属压扁短管)来增大测压管路系统的阻尼，从而改善测压管路系统的频响函数。

2、频域修正手段：通过建立测压管路的理论数学模型，得到频响函数，将测量信号经过傅里叶变化后在频域除以频响函数，然后再通过逆傅里叶变化得到为修正后时域信号。

3、数字滤波方法：有国外学者提出通过数字滤波的处理方法来修正脉动风压信号，其中数字滤波器系数只能通过试验中未畸变信号和畸变信号来拟合得到。

以上方法中，方法1物理手段修正效果有限，并且实际应用中存在成百上千根测压管，采用加限制器的方法费时费力，不够经济。方法2采用频域方法修正脉动风压信号，由于处理过程中涉及傅里叶变化和傅里叶逆变化，会造成信号截断误差，频谱泄露等问题。方法3采用数字滤波修正脉动风压信号，但是该方法针对不同管长、内径测压管路系统的滤波器系数均需要提前通过试验得到，因而不便于实际应用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种测压管路信号的时域校准方法，采用一种高精度的流体管道耗散模型建立测压管路系统的频响函数，由理论频响函数模型直接计算构造相应的数字滤波器，对畸变信号的幅值和相位误差分别进行了补偿修正，最终得到修正后的真实风压时程。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种测压管路信号的时域校准方法，包括以下步骤：

S1、计算测压管路系统频响函数H(ω)；

S2、设计幅值补偿器H₁补偿测压管路系统幅频特性，得到幅频修正后信号x₁(t)；

S3、设计相位补偿器H₂补偿测压管路系统相频特性，得到相频修正后信号y₁(t)；

S4、将y₁(t)平移δ样本点数得到修正后真实风压时程y(t)。

进一步的，步骤S1具体包括：

S11、测量测压管路系统中导压软管长度l₂₃；

S12、建立单根管路进出口参数传递关系

S13、建立测压管路系统多段管路参数传递关系

其中，M_i,i+1为各等截面管段的传递矩阵；