基于耦合随机共振的涡街信号检测方法研究

摘要

涡街流量计在工业现场使用时,输出信号中会叠加噪声信号.涡街信号容易被噪声淹没,使小流量测量受限.近年来,基于非线性理论的随机共振(SR)方法为微弱信号检测提供了新途径.非线性系统设计及参数确定是其成功应用的关键.提出了一种基于遗传算法的耦合随机共振系统优化控制方法.对耦合系数、控制系统参数以及变换尺度3个参数进行并行优化,提高了输出信号的功率谱幅值,增强了对微弱信号的检测能力.理论分析和数值仿真结果表明:该方法能够自适应地对不同频率周期信号进行处理,快速搜索到参数最优值.将该方法用于小流量涡街信号分析,能够在信号微弱、噪声强的情况下有效提取涡街信号的特征频率,并获取流量值.该研究成果适用于其他涉及强噪声中微弱信号检测领域,对拓宽随机共振应用范围、解决工程实际问题具有重要意义.