基于DSP的時(shí)-頻譜估計(jì)紙漿流量軟測量方法的研究.pdf

1、目前在造紙工業(yè)生產(chǎn)線上，為了獲取精確的流量和濃度信息來對紙張的生產(chǎn)進(jìn)行自動控制，紙漿流量計(jì)和濃度傳感器已被廣泛的使用。快速精確的測量紙漿的濃度和流量不但為紙張的自動化生產(chǎn)過程提供關(guān)鍵的決策信息，而且可以直接改善后續(xù)各個(gè)生產(chǎn)流程的效果，確保成品紙張的質(zhì)量。當(dāng)前的造紙生產(chǎn)，隨著寬幅高速紙機(jī)的推廣和普及，對紙漿流量和濃度的測量精度、快速性都提出了更高的要求，需要開發(fā)出新型的紙漿流量計(jì)替代傳統(tǒng)流量計(jì)來滿足當(dāng)前紙張生產(chǎn)的發(fā)展要求。
　　當(dāng)前

2、的濃度測量技術(shù)發(fā)展已趨成熟，且通過研究發(fā)現(xiàn)，在紙漿濃度噪聲信號中含有與流量相關(guān)且穩(wěn)定的高頻成分。本文從這個(gè)角度出發(fā)，提出了一種流量測量新思路，該想法是利用 DSP的高速數(shù)字信號處理能力，實(shí)現(xiàn)對濃度噪聲信號的時(shí)-頻譜估計(jì)技術(shù)，從而得到紙漿流量等信息。筆者通過研制基于DSP的軟測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述方法，全文工作內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：
　?。?）噪聲和紙漿相關(guān)的理論基礎(chǔ)研究。通過對噪聲數(shù)學(xué)模型和相關(guān)特性的研究，結(jié)合對濃度噪聲的時(shí)-頻特性分析

3、，為之后的時(shí)-頻譜估計(jì)分析算法研究提供了理論依據(jù)。
　?。?）時(shí)-頻譜估計(jì)分析算法的研究。在理論分析的基礎(chǔ)上，針對算法的實(shí)時(shí)分析能力和抗干擾性，運(yùn)用Matlab工具對連續(xù)小波變換等時(shí)-頻分析算法做了仿真分析和驗(yàn)證。
　?。?）流量軟測量在LabVIEW中的在線驗(yàn)證。利用其性能高、成本低、周期短的特點(diǎn)，構(gòu)建流量在線測量檢驗(yàn)平臺來進(jìn)一步驗(yàn)證算法的正確性。
　?。?）軟測量系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)和保證算法的高速運(yùn)行，達(dá)到

4、預(yù)期的測量精度，本文選用了C2000系列的F2812芯片作為本系統(tǒng)處理時(shí)-頻算法的核心處理器，完成了原理圖的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)板的制作，并利用CCS編程環(huán)境完成DSP軟件的開發(fā)與調(diào)試。
　　基于上述的工作，在現(xiàn)有制作的硬件系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上，逐步完善了系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)采集、信息處理、結(jié)果顯示和儲存等功能。系統(tǒng)的測試結(jié)果表明，本文提出的流量測量新方法不僅可以將紙漿流量測量精度提高到了0.2％，而且大大降低了造紙生產(chǎn)線上硬件投入的成本，達(dá)到了預(yù)期的