[发明专利]一种测压管路信号的时域校准方法

权利要求书

1.一种测压管路信号的时域校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算测压管路系统频响函数H(ω)；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；

S14、输出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)；具体包括：

S21、计算测压管路系统频响函数的模|H(ω)|；

S22、确定幅值补偿器H₁的阶数N；

S23、求解补偿滤波器系数a＝[a(0),a(1),...,a(N)]^Τ，使得加权积分平方误差最小；

S24、将测量信号x(t)通过幅值补偿器H₁得到幅频修正信号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)；包括以下步骤：

S31、计算测压管路系统频响函数的相角arg(H(ω))；

S32、设计理想线性相位Φ₀(ω)；

S33、构造相位补偿器H₂；

S34、采用遗传算法优化设计相位补偿器H₂的零极点位置，使得相位平方和误差最小；

S35、将幅频修正信号x₁(t)通过相位补偿器H₂得到时域修正信号y₁(t)；

S4、将y₁(t)平移样本延迟点数δ得到修正后真实风压时程y(t)；具体为：

将测量风压信号x(t)依次输入H₁和H₂得到修正后的风压时程y(t)；考虑到幅值补偿器H₁引入样本延迟点数为相位补偿器H₂引入样本延迟点数为则总的样本延迟点数为：

因此，将得到的修正后风压时程y₁(t)向前移位δ点数即为真实的风压时程序列y(t)。

2.根据权利要求1所述的一种测压管路信号的时域校准方法，其特征在于，步骤S12具体为：

对于单根等截面直管，采用流体管道耗散模型，输入端和输出端有以下传递关系：

其中，P和Q分别为流体压力和体积流量的拉式变换，ch和sh分别为双曲余弦函数和双曲正弦函数；为称为特征阻抗，Γ(s)＝χ(s)l称为传播算子，是传播常数，其中r₀为管道半径，l是管道长度，I₁、I₀分别为一阶和零阶虚宗量贝塞尔函数，ρ₀是流体密度，a₀是压力波传播速度，ν₀是运动黏度，σ₀是普朗特数，γ是比热比，s是拉普拉斯变量。

3.根据权利要求2所述的一种测压管路信号的时域校准方法，其特征在于，步骤S13中，设定管路末端连接测压模块，即管路闭端流程为0，故Q₅＝0，取拉普拉斯变量s＝jω，得到测压管路频响函数为：

其中，j是虚数，ω是圆频率，m₁₁为矩阵M＝M_1,2...M_4,5的左上角元素。