[发明专利]一种科氏流量计数字驱动方法

权利要求书

1.一种科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：产生第一瞬时激励信号输入科氏流量计，使所述科氏流量计处于零驱动状态以固有频率做自由衰减振动产生第一衰减信号；

步骤2：基于所述第一衰减信号获得所述科氏流量计的第一固有频率，基于所述第一固有频率获得第一驱动信号的频率，利用所述第一驱动信号驱动科氏流量计振动，并记录科氏流量计处于驱动状态下的持续振动时长T1；

步骤3：采集所述科氏流量计的振动信号，基于所述振动信号计算获得科氏流量计的振动频率f和振动幅值A；

步骤4：当所述振动幅值A≥第一阈值和所述T1≤第二阈值时，基于所述振动频率f获得第二驱动信号的频率，利用所述第二驱动信号驱动科氏流量计振动，返回执行步骤3；当所述振动幅值A＜第一阈值或所述T1＞第二阈值，并且所述振动幅值A不为0时，则停止向所述科氏流量计输入驱动信号，所述科氏流量计处于零驱动状态以固有频率做自由衰减振动产生第二衰减信号，基于所述第二衰减信号获得所述科氏流量计的第二固有频率，基于所述第二固有频率获得第二驱动信号的频率，利用所述第二驱动信号驱动科氏流量计振动，更新所述T1并返回执行步骤3；当所述振动幅值A＜第一阈值或所述T1＞第二阈值，并且所述振动幅值A为0时，产生第二瞬时激励信号，使所述科氏流量计处于零驱动状态以固有频率做自由衰减振动产生第三衰减信号，基于所述第三衰减信号获得所述科氏流量计的第三固有频率，基于所述第三固有频率获得第三驱动信号的频率，利用所述第三驱动信号驱动科氏流量计振动，更新所述T1并返回执行步骤3；

本方法中科氏流量计的固有频率的获得方式为：

采集科氏流量计在自由衰减状态下的振动信号获得采样信号；

对采样信号进行截短获得截短信号；

获得所述截短信号的频谱，提取所述截短信号频谱最大值的索引，获得第一索引；

在所述第一索引前后进行插值，分别获得第一插值点频谱值和第二插值点频谱值；

求取所述第一索引对应频谱值、所述第一插值点频谱值和所述第二插值点频谱值中的最大值获得最大频谱值，获得所述最大频谱值对应的第二索引；

基于所述第二索引获得所述采样信号频谱最大值对应的第三索引；

在所述第三索引的前后进行插值，分别获得第三插值点频谱值和第四插值点频谱值；

基于所述第三插值点频谱值和所述第四插值点频谱值，计算所述采样信号的频谱偏移量估计值和衰减因子的初步估计值；

基于所述频谱偏移量和衰减因子的初步估计值，计算获得滤波器参数，基于所述滤波器参数获得滤波器；

构造所述采样信号的预测关系式，将所述预测关系式带入所述滤波器获得预测矩阵；

求解所述预测矩阵获得所述科氏流量计的固有频率。

2.根据权利要求1所述的科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，本方法通过振动传感器采集所述科氏流量计的振动信号。

3.根据权利要求1所述的科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，所述采样信号为：

式中：、、和分别表示所述采样信号初幅值、频率、初相位和衰减因子；表示采样时刻点，表示信号长度；是均值为0，方差为的加性高斯白噪声。

4.根据权利要求1所述的科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，所述截短信号的长度为所述采样信号长度的一半。

5.根据权利要求4所述的科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，所述方法具体为：对采样信号进行截短，得到长度为采样信号长度一半的截短信号，，对所述截短信号进行快速傅里叶变换，提取所述截短信号频谱最大值的索引，获得第一索引。

6.根据权利要求5所述的科氏流量计数字驱动方法，其特征在于，所述截短信号频谱的计算方式为：

其中，表示截短信号，表示截短信号频谱，表示截短信号频谱索引，为自然底数，为虚数单位，为第一索引，表示取复数序列的模值，表示提取序列中最大值的索引。