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科氏流量计信号处理算法及应用
作者：陈鹏 沈廷鳌 陈钦 苏欣 李明 著
出版社：中国石化出版社有限公司
出版时间：2023-08-01
ISBN：9787511471543
定价：¥45.00
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内容简介
本书旨在总结作者在科氏流量计数字信号处理领域近10年的研究成果，跟踪国内外最新研究进展，系统论述科氏流量计信号在时域和频域处理的基本理论、算法和技术，并结合科氏流量计实验平台进行应用验证。全书共5章，包括科氏流量计信号处理算法的概述、平稳信号处理算法、时变信号处理算法、衰减信号处理算法，以及所提算法在科氏流量计中的应用。本书所研究的信号处理算法具有更高的参数估计精度，且计算量更小、实时更强。同时，根据产品功能，设计了变送器的硬件和软件，并已实现。因此，作者推荐将所提算法、变送器的设计和实现方案应用于科氏流量计工程实际，有助于打破国外公司对科氏流量计的技术封锁，促进科氏流量计产品的国产化及应用推广，具有重要的理论和现实意义。
作者简介
陈鹏男，工学博士，工程师，主要从事信号参数估计算法研究、计量与测试数据分析、特种设备智能健康管理及检验检测。主持173计划子课题2项、十四五重点研发计划子课题1项、省部级课题2项，参研其它国家级省部级课题10余项。出版学术专著1本，发表论文40余篇（SCI、EI收录近30篇），授权国家发明专利9项、软件著作权3项，起草企业标准1部，获重庆市2021年度优秀博士学位论文。
目录
1 绪论 ( 1 )
1.1 科氏流量计 ( 1 )
1.1.1 硬件结构 ( 1 )
1.1.2 测量原理 ( 2 )
1.2 信号模型 ( 4 )
1.2.1 平稳信号模型 ( 4 )
1.2.2 时变信号模型 ( 5 )
1.2.3 衰减信号模型 ( 6 )
1.3 信号处理算法 ( 7 )
1.3.1 平稳信号参数估计算法 ( 7 )
1.3.2 时变信号参数估计算法 ( 13 )
1.3.3 衰减信号参数估计算法 ( 21 )
1.4 性能分析 ( 23 )
1.4.1 克拉美罗下限 ( 23 )
1.4.2 存在问题分析 ( 26 )
1.5 本章小结 ( 29 )
2 平稳信号处理算法 ( 30 )
2.1 过零检测算法 ( 30 )
2.1.1 两点插值过零检测法 ( 31 )
2.1.2 三点插值过零检测法 ( 31 )
2.1.3 四点插值过零检测法 ( 32 )
2.1.4 计算验证 ( 33 )
2.2 频谱插值算法 ( 36 )
2.2.1 噪声和频谱泄漏影响 ( 36 )
2.2.2 频谱泄漏校正法 ( 39 )
2.2.3 性能分析( 44 )
2.2.4 计算验证 ( 46 )
2.3 时频结合法 ( 52 )
2.3.1 算法思想 ( 52 )
2.3.2 流程步骤 ( 52 )
2.3.3 性能分析 ( 54 )
2.3.4 计算验证 ( 55 )
2.4 本章小结 ( 58 )
3 时变信号处理算法 ( 59 )
3.1 陷波器法 ( 59 )
3.1.1 误差函数分析 ( 59 )
3.1.2 FIR-ANF 陷波器法 ( 61 )
3.1.3 IIR-ANF 陷波器法 ( 63 )
3.1.4 频率跟踪方法 ( 66 )
3.1.5 计算验证 ( 68 )
3.2 相频匹配法 ( 81 )
3.2.1 方法原理 ( 81 )
3.2.2 算法思想 ( 84 )
3.2.3 流程步骤 ( 84 )
3.2.4 计算验证 ( 87 )
3.3 本章小结 ( 90 )
4 衰减信号处理算法 ( 91 )
4.1 相减策略的参数估计算法 ( 91 )
4.1.1 算法思想 ( 91 )
4.1.2 流程步骤 ( 92 )
4.1.3 性能分析 ( 94 )
4.1.4 计算验证 ( 96 )
4.2 频谱泄漏校正法 (102)
4.2.1 算法思想 (102)
4.2.2 流程步骤 (103)
4.2.3 性能分析 (105)
4.2.4 计算验证 (109)
4.3 时频结合法 (115)
4.3.1 算法思想(115 )
4.3.2 流程步骤 (115)
4.3.3 计算复杂度分析 (117)
4.3.4 计算验证 (118)
4.4 本章小结 (121)
5 算法应用 (123)
5.1 多参数测量算法 (123)
5.1.1 典型算法 (123)
5.1.2 科氏流量计信号处理算法 (125)
5.2 科氏流量计变送器设计及实现 (132)
5.2.1 总体设计 (132)
5.2.2 硬件设计及实现 (133)
5.2.3 软件设计及实现 (146)
5.3 实测分析 (152)
5.3.1 实验环境 (152)
5.3.2 振动频率跟踪测试 (153)
5.3.3 相位差跟踪及流量测量 (155)
5.4 本章小结 (158)
参考文献 (159)
1.1 科氏流量计 ( 1 )
1.1.1 硬件结构 ( 1 )
1.1.2 测量原理 ( 2 )
1.2 信号模型 ( 4 )
1.2.1 平稳信号模型 ( 4 )
1.2.2 时变信号模型 ( 5 )
1.2.3 衰减信号模型 ( 6 )
1.3 信号处理算法 ( 7 )
1.3.1 平稳信号参数估计算法 ( 7 )
1.3.2 时变信号参数估计算法 ( 13 )
1.3.3 衰减信号参数估计算法 ( 21 )
1.4 性能分析 ( 23 )
1.4.1 克拉美罗下限 ( 23 )
1.4.2 存在问题分析 ( 26 )
1.5 本章小结 ( 29 )
2 平稳信号处理算法 ( 30 )
2.1 过零检测算法 ( 30 )
2.1.1 两点插值过零检测法 ( 31 )
2.1.2 三点插值过零检测法 ( 31 )
2.1.3 四点插值过零检测法 ( 32 )
2.1.4 计算验证 ( 33 )
2.2 频谱插值算法 ( 36 )
2.2.1 噪声和频谱泄漏影响 ( 36 )
2.2.2 频谱泄漏校正法 ( 39 )
2.2.3 性能分析( 44 )
2.2.4 计算验证 ( 46 )
2.3 时频结合法 ( 52 )
2.3.1 算法思想 ( 52 )
2.3.2 流程步骤 ( 52 )
2.3.3 性能分析 ( 54 )
2.3.4 计算验证 ( 55 )
2.4 本章小结 ( 58 )
3 时变信号处理算法 ( 59 )
3.1 陷波器法 ( 59 )
3.1.1 误差函数分析 ( 59 )
3.1.2 FIR-ANF 陷波器法 ( 61 )
3.1.3 IIR-ANF 陷波器法 ( 63 )
3.1.4 频率跟踪方法 ( 66 )
3.1.5 计算验证 ( 68 )
3.2 相频匹配法 ( 81 )
3.2.1 方法原理 ( 81 )
3.2.2 算法思想 ( 84 )
3.2.3 流程步骤 ( 84 )
3.2.4 计算验证 ( 87 )
3.3 本章小结 ( 90 )
4 衰减信号处理算法 ( 91 )
4.1 相减策略的参数估计算法 ( 91 )
4.1.1 算法思想 ( 91 )
4.1.2 流程步骤 ( 92 )
4.1.3 性能分析 ( 94 )
4.1.4 计算验证 ( 96 )
4.2 频谱泄漏校正法 (102)
4.2.1 算法思想 (102)
4.2.2 流程步骤 (103)
4.2.3 性能分析 (105)
4.2.4 计算验证 (109)
4.3 时频结合法 (115)
4.3.1 算法思想(115 )
4.3.2 流程步骤 (115)
4.3.3 计算复杂度分析 (117)
4.3.4 计算验证 (118)
4.4 本章小结 (121)
5 算法应用 (123)
5.1 多参数测量算法 (123)
5.1.1 典型算法 (123)
5.1.2 科氏流量计信号处理算法 (125)
5.2 科氏流量计变送器设计及实现 (132)
5.2.1 总体设计 (132)
5.2.2 硬件设计及实现 (133)
5.2.3 软件设计及实现 (146)
5.3 实测分析 (152)
5.3.1 实验环境 (152)
5.3.2 振动频率跟踪测试 (153)
5.3.3 相位差跟踪及流量测量 (155)
5.4 本章小结 (158)
参考文献 (159)
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