CN108152527A - 一种基于中值平均滤波的数字测速方法 - Google Patents

一种基于中值平均滤波的数字测速方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108152527A
CN108152527A CN201711345852.4A CN201711345852A CN108152527A CN 108152527 A CN108152527 A CN 108152527A CN 201711345852 A CN201711345852 A CN 201711345852A CN 108152527 A CN108152527 A CN 108152527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
median
speed
absolute displacement
digit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711345852.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108152527B (zh
Inventor
崔海华
苏冬静
郭署山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC BEIJING KEEVEN AVIATION INSTRUMENT Co Ltd
Original Assignee
AVIC BEIJING KEEVEN AVIATION INSTRUMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC BEIJING KEEVEN AVIATION INSTRUMENT Co Ltd filed Critical AVIC BEIJING KEEVEN AVIATION INSTRUMENT Co Ltd
Priority to CN201711345852.4A priority Critical patent/CN108152527B/zh
Publication of CN108152527A publication Critical patent/CN108152527A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108152527B publication Critical patent/CN108152527B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明属于数字测速技术，具体涉及一种基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法。本发明基于中值平均滤波的数字测速方法先选取采样点个数N0，确定基于中值平均滤波的数字测速方案，对该测速方案进行数学仿真测试，验证其信号特性和相位裕度特性是否同时满足需求；再对连接绝对位移传感器的电机进行实物测试，验证电机速度反馈信号特性和控制回路的相位裕度特性是否同时满足需求。本发明方法弥补了传统方法在初始运行阶段的不足，减小了解算误差，降低了引入的相位滞后，改善了在初始加速阶段的控制特性，适用于所有需要用线位移或角位移测量值解算出对应速度的应用场景，具有较大实际工程应用价值。

Description

一种基于中值平均滤波的数字测速方法
技术领域
本发明属于数字测速技术，具体涉及一种基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法。
背景技术
传统数字测速一般采用T法测速、M法测速以及M/T法测速，由于上述方法均适用于增量式位移传感器，而在位移测量时，如选用绝对位移传感器，则需要进一步转换为增量位移。如果绝对位移传感器内信号噪声较大时，所转换的增量位移误差较大，难以满足测量精度要求。
为此解决信号噪声较大问题，引入中值平均滤波算法进行噪声去除，但是采用传统中值平均数字滤波测速算法解算出的速度误差较大，引入速度反馈量的相位滞后较大，进而导致算法的相位裕度降低。因而，初始加速阶段控制量较大，控制效果差。
发明内容
发明目的：提供一种测量精度高、启动阶段控制特性好的基于中值平均滤波的数字测速方法。
技术方案：
有益效果：本发明提出基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法，弥补了传统方法在初始运行阶段的不足，减小了解算误差，降低了算法引入的相位滞后，改善了在初始加速阶段的控制特性，适用于所有需要用线位移或角位移测量值解算出对应速度的应用场景，具有较大实际工程应用价值。
附图说明
图1是本发明基于中值平均滤波的数字测速方法流程图；
图2是基于中值平均滤波的数字测速方案实施流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
某实施例中，本发明基于中值平均滤波的数字测速方法测量的是电机转速，绝对位移传感器设置在电机输出轴，其利用绝对位移数据解算得到转速信息，结果可以作为速度的反馈信号，从而实现对电机的控制。
请参阅图1，实际测量时，本发明基于中值平均滤波的数字测速方法先选取采样点个数N0，N0取8，确定基于中值平均滤波的数字测速方案，对该测速方案进行数学仿真测试，验证其信号特性和相位裕度特性是否满足需求；再对连接绝对位移传感器的电机进行实物测试，验证电机速度反馈信号特性和控制回路的相位裕度特性是否满足需求。
请参阅图2，所述基于中值平均滤波的数字测速算法的具体过程如下：
(1)根据位移测量传感器输出信号的信噪特性和速度环控制所需相位裕度初步选取采样点个数N0(N0≥5)；
(2)当前有效采样点个数N<2<N0时，解算的速度反馈值为0；
(3)当前有效采样点个数2<N<4时，按照实际绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法求取平均值的方法解算速度反馈值；
其中，V为速度，T为采样周期，ΔSi为绝对位移数据差值，i为1到N-1；
(4)当前有效采样点个数4<N<N0时，剔除最大值和最小值后，取剩余数组中最新数
据与最老数据的绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法解算速度反馈值；
其中，V为速度，T为采样周期，ΔSi为绝对位移数据差值，i为1到N-3；
(5)当前有效采样点个数N＝N0后，剔除最大值和最小值后，取剩余数组中最新数据与
最老数据的绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法解算速度反馈值；
(6)验证解算出的速度反馈值是否满足控制所需信号特性需求，N0越大，反馈信号信噪比越大，信号平滑特性越好，如果不满足重新选取采样点个数N0，N0不限于8，可以选取其他不小于5的自然数。
(7)由于折算信号相对于实际信号存在相位滞后，且N0越大，所引入的相位滞后越大，为此，验证控制回路相位裕度是否满足需求，如果不满足重新选取采样点个数N0，则再对N0进行选择，以同时满足(6)和(7)条所述需求。
为此，本发明基于中值平均滤波的数字测速方法根据实际控制回路动、静态需求，需折中选取合适的N0，以同时满足信号平滑特性和控制回路相位裕度的需求。

Claims (6)

1.一种基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，先选取采样点个数N0，确定基于中值平均滤波的数字测速方案，对该测速方案进行数学仿真测试，验证其信号特性和相位裕度特性是否同时满足需求；再对连接绝对位移传感器的电机进行实物测试，验证电机速度反馈信号特性和控制回路的相位裕度特性是否同时满足需求。
2.根据权利要求1所述的基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，所述基于中值平均滤波的数字测速方案包括设置用于存储绝对位移数据的数组，其中，数组中存储的绝对位移数据个数为N0，N0为不小于5的自然数；数组以滑动的方式存储当前拍及前N-1拍的绝对位移数据，N为小于等于N0的自然数；取当前拍的绝对位移数据与数组第零位所存储的绝对位移数据的差值，除以实际采样时间，可得到当前拍的速度。
3.根据权利要求2所述的基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，
当前有效采样点个数2<N<4时，按照实际绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法求取平均值的方法解算速度反馈值；
其中，V为速度，T为采样周期，ΔSi为绝对位移数据差值，i为1到N-1；
当前有效采样点个数4<N<N0时，剔除最大值和最小值后，取剩余数组中最新数据与最老数据的绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法解算速度反馈值；
其中，V为速度，T为采样周期，ΔSi为绝对位移数据差值，i为1到N-3。
4.根据权利要求2所述的基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，
当前有效采样点个数N＝N0后，剔除最大值和最小值后，取剩余数组中最新数据与最老数据的绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法解算速度反馈值；
其中，V为速度，T为采样周期，ΔSi为绝对位移数据差值，i为1到N0-3。
5.根据权利要求2所述的基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，所述绝对位移数据包括角位移数据和线位移数据。
6.根据权利要求1所述的基于中值平均滤波的数字测速方法，其特征在于，数学仿真测试和实物测试：
验证解算出的速度反馈值是否满足控制所需信号特性需求，N0越大，反馈信号信噪比越大，信号平滑特性越好，如果不满足重新选取采样点个数N0；
并验证控制回路相位裕度是否满足需求，N0越大，所引入的相位滞后越大，如果不满足重新选取采样点个数N0。
CN201711345852.4A 2017-12-14 2017-12-14 一种基于中值平均滤波的数字测速方法 Active CN108152527B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711345852.4A CN108152527B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种基于中值平均滤波的数字测速方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711345852.4A CN108152527B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种基于中值平均滤波的数字测速方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108152527A true CN108152527A (zh) 2018-06-12
CN108152527B CN108152527B (zh) 2020-09-25

Family

ID=62467178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711345852.4A Active CN108152527B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种基于中值平均滤波的数字测速方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108152527B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111965379A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 贵州航天林泉电机有限公司 一种基于电位计式传感器的速度信号滤波系统和滤波方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1873573A (zh) * 2005-05-31 2006-12-06 上海自动化仪表股份有限公司 转速测量控制卡及其分散控制系统和测量方法
CN101013038A (zh) * 2007-01-31 2007-08-08 綦江齿轮传动有限公司 变速器电子里程表测速系统及测速方法
JP2010049080A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Ricoh Co Ltd 回転体駆動装置、画像形成装置、回転体駆動制御方法、及びコンピュータプログラム
CN101821633A (zh) * 2007-08-10 2010-09-01 弗拉巴股份公司 光学测速方法和光学测速传感器
CN103095249A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 上海微电子装备有限公司 一种中值滤波电路及方法
CN103217554A (zh) * 2013-03-21 2013-07-24 天津大学 多加速度计智能参数辨识、匹配与硬件生成系统及方法
US20130294643A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Xerox Corporation Tire detection for accurate vehicle speed estimation
CN105245202A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 厦门科灿信息技术有限公司 一种数字滑动平均低通滤波器及其滤波方法
CN105664454A (zh) * 2016-04-11 2016-06-15 深圳市酷浪云计算有限公司 实现运动设备速度测量的方法和装置
CN205450016U (zh) * 2015-12-21 2016-08-10 上唐投资有限公司 电动车用电机转子转速检测装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1873573A (zh) * 2005-05-31 2006-12-06 上海自动化仪表股份有限公司 转速测量控制卡及其分散控制系统和测量方法
CN101013038A (zh) * 2007-01-31 2007-08-08 綦江齿轮传动有限公司 变速器电子里程表测速系统及测速方法
CN101821633A (zh) * 2007-08-10 2010-09-01 弗拉巴股份公司 光学测速方法和光学测速传感器
JP2010049080A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Ricoh Co Ltd 回転体駆動装置、画像形成装置、回転体駆動制御方法、及びコンピュータプログラム
CN103095249A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 上海微电子装备有限公司 一种中值滤波电路及方法
US20130294643A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Xerox Corporation Tire detection for accurate vehicle speed estimation
CN103217554A (zh) * 2013-03-21 2013-07-24 天津大学 多加速度计智能参数辨识、匹配与硬件生成系统及方法
CN105245202A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 厦门科灿信息技术有限公司 一种数字滑动平均低通滤波器及其滤波方法
CN205450016U (zh) * 2015-12-21 2016-08-10 上唐投资有限公司 电动车用电机转子转速检测装置
CN105664454A (zh) * 2016-04-11 2016-06-15 深圳市酷浪云计算有限公司 实现运动设备速度测量的方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡登胜 等: "发动机转速信号的检测及数字滤波方法", 《工程机械》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111965379A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 贵州航天林泉电机有限公司 一种基于电位计式传感器的速度信号滤波系统和滤波方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108152527B (zh) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107688554B (zh) 基于自适应傅里叶分解的频域辨识方法
CN109029435B (zh) 提高惯性-地磁组合动态定姿精度的方法
CN111538236A (zh) 基于分数阶近似微分实现阻尼的飞行器纵向过载控制方法
JP2020060547A (ja) レーダターゲットシミュレーションにおけるレーダターゲットシミュレータとその方法
CN108988860A (zh) 一种基于sar adc的校准方法及sar adc系统
CN105928546A (zh) 编码器的信号处理装置
NO854672L (no) Telleapparat og fremgangsmaate for frekvenssampling.
CN108152527A (zh) 一种基于中值平均滤波的数字测速方法
CN102072788A (zh) 无线示功仪及示功图测量方法
CN109683524B (zh) 一种对无采样保持的各采样信号进行采样同步的处理方法
CN102401664A (zh) 位置检测器
CN105652254A (zh) 室外场rcs测量方法及系统
CN105527624B (zh) 一种雷达回波动态估算噪声的方法和气象雷达系统
CN107643434A (zh) 一种基于分段切比雪夫距离的复杂波形触发方法
US11740270B2 (en) Pattern generator and built-in-self test device including the same
CN116466308A (zh) 回波动态调整方法、装置、设备、介质及雷达回波模拟器
CN116539955A (zh) 一种伺服扫频数据在线处理方法及系统
CN112985368B (zh) 水下航行器在移动运载平台发射前的快速罗经对准方法
CN110657933B (zh) 一种地震模拟振动台迭代控制方法
CN111336952B (zh) 一种感应同步器角度修正的系统、方法及装置
US10866079B2 (en) Position sensing device
JP4700485B2 (ja) 演算装置及び試験装置
CN110297199B (zh) 一种基于全相位fft的铯光泵磁力仪频率测量方法及系统
CN110869710B (zh) 使用感应式位移传感器的测量方法
CN112448902B (zh) 一种新型发射机iq失衡估计和补偿方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant