[发明专利]一种超声波风速风向仪腔体共振频率的实时追踪方法有效

专利信息
申请号: 201610848210.5 申请日: 2016-09-26
公开(公告)号: CN106324279B 公开(公告)日: 2019-05-28
发明(设计)人: 潘杰;张胜德;夏银竹;郭洁;黄海 申请(专利权)人: 浙江大学;浙江贝良风能电子科技有限公司
主分类号: G01P5/24 分类号: G01P5/24;G01P13/02;G01D21/02
代理公司: 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 代理人: 刘晓丹
地址: 310013 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要: 发明公开了一种超声波风速风向仪腔体共振频率的实时追踪方法,该追踪技术在快速定位阶段可以定位在共振峰左右5Hz的范围内,可以保证最慢在5次循环内,大概1秒内完成定位。本发明腔内超声共振的时域仿真模型包括了风速、风向、温度等对共振频率的影响,可以用来开发,验证各种实时追踪共振频率的算法;可以实现追踪共振峰,频率的误差保持在±10Hz的范围内,适用于腔体共振峰多种变化情况下的追踪。
搜索关键词: 共振频率 实时追踪 共振峰 腔体 超声波风速风向仪 追踪 时域仿真模型 快速定位 误差保持 次循环 共振 超声 腔内 算法 风速 验证 风向 保证 开发
【主权项】:
1.一种超声波风速风向仪腔体共振频率的实时追踪方法,包括如下步骤:(1)建立超声波风速风向仪共振腔体的冲击响应模型如下:对于任一正弦输入信号,利用上述模型可以得到其对应的时域输出信号,假设正弦输入信号如下:则对应的时域输出信号为:其中,对于超声波风速风向仪腔体内的任一对换能器,X(t)为其中一换能器在t时刻角频率ω下所发射超声波信号的电压幅值,h(t)为超声波风速风向仪共振腔体的冲击响应模型,Y(t)为另一换能器在t时刻角频率ω下接收到该超声波信号的电压幅值,X0为发射超声波信号的电压峰值,tmax是采样时间,t为某一时刻,τ为时间变量,在冲击响应中,An、ωn和ξn分别为第n个模态的幅值、固有角频率和阻尼比,n为自然数且1≤n≤K,K为模态数量;所述的共振频率即对应其中一个模态的固有角频率;(2)基于上述冲击响应模型对系统的共振频率进行快速定位,以确定初始时刻的共振频率F0和频率变化步长ΔF0;(3)基于初始时刻的共振频率F0和频率变化步长ΔF0,实时追踪每一时刻的共振频率。
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