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保护系统安全平台工频干扰抑制研究

工业控制计算机 2014年第10期27卷 61-62,65页

作者：许可新高超唐雪艳上海自动化仪表股份有限公司上海200072

保护系统安全平台是用于搭建核反应堆保护系统的最小系统组合。该平台采用全FPGA可编程逻辑控制器实现控制保护功能。保护系统平台包括输入数据采集处理,用户自定义逻辑设计和输出处理,接收来自于核电站各类传感器的信号监控系统的状态... 详细信息

保护系统安全平台是用于搭建核反应堆保护系统的最小系统组合。该平台采用全FPGA可编程逻辑控制器实现控制保护功能。保护系统平台包括输入数据采集处理,用户自定义逻辑设计和输出处理,接收来自于核电站各类传感器的信号监控系统的状态,并将逻辑运算后的控制命令转换为外围执行器可识别的信号输出。根据核电标准要求,数据采集需要高精度量级的,且必须有较强的工频抑制能力。针对上述问题,通过FDATools设计法来确定滤波器参数,在FPGA上实现安全系统的工频干扰抑制。通过Simulink仿真和和现场实验分析,该安全平台能有效的抑制50Hz工频干扰信号,完成高精度实时数据的采集。

关键词：保护系统 FIR滤波器工频干扰抑制 FPGA

动支撑情况下应变式力传感器动态补偿方法与噪声处理问题研究

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动支撑情况下应变式力传感器动态补偿方法与噪声处理问题研究

作者：任杰合肥工业大学

学位级别：硕士

随着工业生产要求的不断提高与科学实验研究的迫切需要,对各种场合下的动态力测量提出了更高的要求,这就要求所使用的力传感器具有良好的动态特性。然而最常使用的应变式力传感器动态响应速度慢、超调量大,无法满足动态测试的要求。而... 详细信息

随着工业生产要求的不断提高与科学实验研究的迫切需要,对各种场合下的动态力测量提出了更高的要求,这就要求所使用的力传感器具有良好的动态特性。然而最常使用的应变式力传感器动态响应速度慢、超调量大,无法满足动态测试的要求。而且在实际使用中,应变式力传感器经常需要在一定的工装条件下工作,这些工装条件同样会影响传感器的动态特性。面对这些问题,本文主要分析了应变式力传感器的动态特性,并探索了工装条件对力传感器动态特性的影响,然后就现有动态校正方法在应用中存在的问题进行了研究,提出了新的动态校正方法。在最后就力传感器瞬态响应中的工频干扰抑制问题,提出了新的工频干扰抑制方法。在动态补偿方面,本文提出了一种新的“传感器特性补偿+支撑端惯性补偿”的组合动态补偿方法,以解决现有方法在面对力传感器工装条件(支撑机构)发生改变时无法有效去除传感器输出信号中的由力传感器自身动态特性引起的动态误差和由支撑机构运动带来的惯性误差问题。首先,利用力传感器动态标定实验数据通过系统辨识法得到数字补偿器,使用该补偿器对力传感器进行自身动态特性补偿,以去除传感器输出信号中由传感器自身动态特性带来的动态误差;再通过安装在支撑机构上的加速度传感器测得的加速度信号来对力传感器输出信号中的由于支撑机构运动带来的惯性误差进行补偿。本文研究了“支撑机构+力传感器”模型在不同支撑机构、不同运动情况下的弹簧振子模型,通过理论推导证明所提方法的合理性,并针对刚性支撑受控运动和弹性支撑随传感器运动两种情况进行了仿真研究以验证其有效性。最后,以动支撑情况下的ATI Mini45力传感器为例,验证了上述动态补偿方法的实际有效性。经该方法补偿后,传感器输出信号的超调量由补偿前的90%以上降低到13%以下,调节时间由补偿前的1600ms以上减小到20ms左右。另外,本文还针对力传感器瞬态响应中的工频干扰抑制问题,提出一种联合迭代ICA与LEVKOV法的工频干扰抑制方法。其基本思路为先通过循环迭代构造工频干扰参考信号来使用ICA法减小瞬态响应中频率游动的工频干扰,再利用LEVKOV法对工频及其谐波干扰进行进一步的消除,从而提高对传感器瞬态响应中工频干扰的滤波效果。并且针对力传感器的实际瞬态响应中的工频干扰抑制结果也表明,经滤波后,瞬态响应中的工频干扰以及150Hz、250Hz、350Hz和450Hz的谐波干扰均得到有效抑制。

关键词：应变式力传感器动支撑惯性补偿工频干扰抑制

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一种抑制心电信号中工频干扰的快速算法

生物医学工程研究 1997年第1期18卷 13-16页

作者：李玲华杨振野彭良瑞林家瑞华中理工大学生物工程系武汉430074

为消除动态心电记录中工频干扰的影响,本文给出一种新颖简洁的基于噪声提取的工频干扰抑制算法。结果表明,该算法能快速跟踪干扰频率和幅度的变化,可靠地抑制住工频干扰,滤波输出失真小,可以满足临床分析的要求。

关键词： ECG 工频干扰抑制噪声提取

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一种适于实时滤除ECG工频干扰新方法

中国医疗器械杂志 1999年第3期23卷 145-148页

作者：武永成杨玉星华中理工大学

讨论几种常用数字滤波方法的优缺点，并在Ｌｅｖｋｏｖ滤波法的基础上，提出一种新的滤波方法。采用上述几种滤波法对５０多人实测的心电信号进行滤波，结果表明，新提出的滤波方法效果最好，可满足数字心电图机实时处理的需要。

关键词：实测ECG信号数字滤波工频干扰抑制心电图

EP/EMG系统设计及听觉诱发电位信号提取算法研究

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EP/EMG系统设计及听觉诱发电位信号提取算法研究

作者：唐镇尧广东工业大学

学位级别：硕士

EP/EMG系统是检测肌电和诱发电位信号的一种临床医疗设备。肌电和诱发电位信号为强非线性、强耦合性、极微弱的人体电生理信号。肌电信号描述的是人体肌肉活动状态所表现出来的电学特征,是复杂的表皮下肌肉活动在时间和空间上的综合结果... 详细信息

EP/EMG系统是检测肌电和诱发电位信号的一种临床医疗设备。肌电和诱发电位信号为强非线性、强耦合性、极微弱的人体电生理信号。肌电信号描述的是人体肌肉活动状态所表现出来的电学特征,是复杂的表皮下肌肉活动在时间和空间上的综合结果;诱发电位描述了人体神经系统对受到外界刺激在特定部位与特定时间所综合呈现出来的电学特征。肌电／诱发电位在研究人体神经系统的临床诊断、医学康复工程、信息传递等领域有着广泛应用,已成为相关领域的研究热点。本文提出的EP/EMG信号检测由上位机模块、主控模块、信号采集模块及刺激器模块组成。刺激器模块可以产生电流、声音、图像三种刺激作用于人体,肌电信号或刺激所产生的诱发电位信号由信号采集模块进行放大滤波处理;主控模块通过高速AD对放大后的电生理信号进行转化,并通过高速USB通信接口把数据发送到上位机中,由上位机进行实时的波形显示、测量及信息管理。信号采集模块主要由前级差动放大电路、31-80000倍增益可调的主放大电路、三阶巴特沃斯低通滤波器及模数转换电路组成。nV级的听觉诱发电位信号极容易被外界环境干扰所淹没,本文提出一种基于共模信号驱动电源的新型差动放大电路方案,由传统的使用工频陷波器直接抑制工频干扰的方法变为使用共模信号作为电源驱动信号使得浮地跟踪共模信号从而间接抑制工频干扰的新思路,使得既抑制了共模干扰又有效的保留了信号在该频率的特征。通过信号采集模块获取的听觉诱发电位信号中含有大量的环境噪声、自发脑电干扰、肌电干扰、心电干扰等,需要进行nV级的听觉诱发电位信号提取算法研究。论文分析传统叠加平均算法并指出该算法的局限,对残留干扰噪声及潜伏期的扰动问题,提出一种基于反正切函数的IIR滤波器叠加平均算法。首先使用叠加平均方法提高信噪比,然后通过基于反正切函数的IIR滤波器对信号平滑。使用该算法对四个测试者的脑干听觉诱发电位信号数据进行提取,测试结果表明该算法实用有效,满足临床医疗检测的要求。

关键词： EP/EMG nV级电信号放大技术工频干扰抑制叠加平均算法反正切IIR滤波器

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新型电磁流量计在挖泥船上的应用研究

船舶 2012年第4期23卷 62-66页

作者：王军邓逵吴楚才王敏查恋池长江宜昌航道局宜昌443000 长江宜昌航道工程局宜昌443003 华中科技大学武汉430074

"航浚18"挖泥船原装流量计为德国E+H产品,使用多年后产生流速测量不稳定,波动范围过大的问题。结合"航浚18"的产量计改造,长江宜昌航道工程局与武汉市波光系统工程有限责任公司联合开发专门用于挖泥船上的新型电磁流量计。该型流量计采... 详细信息

"航浚18"挖泥船原装流量计为德国E+H产品,使用多年后产生流速测量不稳定,波动范围过大的问题。结合"航浚18"的产量计改造,长江宜昌航道工程局与武汉市波光系统工程有限责任公司联合开发专门用于挖泥船上的新型电磁流量计。该型流量计采用工频交流励磁,结合微机技术,利用微机进行实时采样和分段线性拟合数据,大大提高流速测量的精度和稳定性。采用软硬件结合的手段进行多方面改进措施,解决工频干扰和零点稳定性的问题,克服了通用型电磁流量计应用于挖泥船的弊病。同时研究了适用于挖泥船上电磁流量计的空管检测功能的实现方法。实际应用表明,这些措施取得较好的干扰抑制效果,测量精度和产品性能得到很大提高。

关键词：新型电磁流量计工频干扰抑制零点稳定空管检测