基于水聲信號處理的明渠流量測量方法研究.pdf

1、本文以明渠流量測量產(chǎn)品樣機(jī)研制項(xiàng)目為背景，研究信號處理方法及其在嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中理論與技術(shù)問題，主要包括以下幾個部分：
　　1、流量測量方法分析及目前所選方法的誤差分析
　　簡單的介紹了流量的一些測量方法，介紹所選方法-水聲信號流量測量方法的優(yōu)點(diǎn)及如何通過水流速和水深得到流量值。
　　從理論上分析所選方法誤差的產(chǎn)生原因。包括測速公式的分析，超聲波波束的分析，水流分析，溫度的影響，頻率估計(jì)的誤差，主頻干擾及回波相位的影響

2、等等。
　　2、多普勒頻率估計(jì)方法研究
　　水速的獲得是通過多普勒頻偏得到的，為了得到更加精確的水速，就要提高多普勒頻率估計(jì)的精確度。
　　首先，要將噪聲和干擾(電路熱噪聲、電路中的串?dāng)_信號，水中的噪聲等)等會引起多普勒估計(jì)誤差降到最低。在硬件上做阻抗匹配處理將干擾減小，然后引入了“改進(jìn)的譜減法”方法，將這些噪聲降低；
　　其次，針對FFT引起的頻譜泄露及由于采樣引起的柵欄效應(yīng)而導(dǎo)致的譜峰偏移，引入了離散頻譜校正

3、及全相位頻譜分析方法，并對頻譜校正的幾種方法進(jìn)行了仿真比較。
　　3、穩(wěn)健的深度測量方法研究
　　對于測深方法的改善。針對二次回波采取了相應(yīng)解決方法；淺水處理方法；針對欠采樣下的回波相位的不確定性，對匹配濾波做了分析，找到了一種在原始方法上的自適應(yīng)匹配；通過引入多重相關(guān)法，來提高匹配精度。
　　4、嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
　　介紹了系統(tǒng)的硬件組成及軟件實(shí)現(xiàn)。信號發(fā)射與接收、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及存儲，與上位機(jī)的通信并編寫了