论文部分内容阅读
科氏质量流量计(CMF)可以直接测量介质的密度与质量流量,测量精度高,已经被广泛地应用于石油、化工、制药、食品加工等领域。近年来,国内外学者研究了多种CMF数字信号处理与数字驱动方法,以提高CMF的相位差检测精度,保证CMF驱动线圈振动稳定性。为检验所提CMF数字信号处理与数字驱动方法效果,必然要选择合适的实验对象,开展相应的CMF验证实验。基于成品CMF一次仪表或类似实验装置的验证性实验,具有操作难度大,受限于成本、场地与环境因素等缺点。因此,本文提出基于计算机仿真的CMF半物理仿真平台。该仿真平台降低了CMF实验验证复杂度,可节约研究团队资金与时间,具有重要的应用价值。本文研究工作与成果主要概括为:(1)CMF半物理仿真平台构建,具体包括:用动力学模型取代CMF一次仪表中的振动流管,用基于双核的DSP目标机实现CMF二次仪表,使用主机实现图形化人机操控界面、信号处理与驱动控制软件与算法的开发与移植。(2)实现了基于双核DSP的CMF并行信号处理与数字驱动系统,该软件系统具有并行特征,保证了CMF模拟信号相位差检测的实时性。(3)建立了基于Timoshenko梁理论的CMF振动流管动力学仿真模型,使用MATLAB/Simulink实现了CMF一次仪表的虚拟化。(4)对CMF半物理仿真平台进行了初步测试验证。本文主要创新点可概括如下:(1)用软件方法实现了CMF一次仪表的虚拟化,基于Timoshenko梁理论和MATLAB/Simulink的虚拟化CMF一次仪表,兼具实时性与高精度。(2)用基于双核的DSP目标机实现了CMF数字信号处理与数字驱动的并行化,提高了实时性。