极性相关与LMS算法的流速测量系统研究
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摘要：为了解决恶劣环境中噪声等因素对流速测量系统的影响，提出了两种抗噪算法。首先概述了流体流速测量的基本原理，分析了极性相关算法的结构、电路实现、以及峰点位置确定，然后介绍了最小均方算法（LMS）在流速测量中的应用，并对两种算法进行了实验仿真。根据两者的蒙特卡洛法仿真实验可以看出，在无噪及-20dBW噪声条件下，两种算法皆可进行精确的流速测量，且峰点位置清晰。但在噪声功率增强达到-15dBW时，两者的实验仿真出现较大偏差。基于LMS算法仿真得出的测量速度依旧能良好的反应蒙特卡洛法设定速度，但是基于极性算法仿真得出的测量速度已经不能良好的反应蒙特卡洛法设定速度。在噪声功率达到-10dBW时，基于LMS算法仿真得出的数据依旧良好，此时基于极性算法仿真得出的数据已经完全失真。实验结果表明，在有噪环境中时，极性相关算法的测量精确度降低，而LMS算法因为能根据外界因素自动调节自身参数，仍然可以进行精确的流速测量。
关键词：流速测量；极性相关算法；最小均方算法；峰点
中图分类号：TK313文献标志码：A文章编号：1672-1098（2014）04-0001-05
我国矿产资源丰富，但是与此同时以瓦斯，水害等为代表的矿井灾害频发，与上世纪80年代相比，现如今的矿井水害无论是在发生频率上还是在突水量上都有较大提高。我国煤田分布广泛，成煤时期占据了多个地质时期，造成各地的矿井水文地质条件复杂，因此建立矿井突水信息监测与预警机制十分重要。流速测量作为矿井突水信息监测与预警的一个重要组成部分，对于矿井的安全生产具有十分重要的作用。
常规的流体流速测量常用的方法主要有声学多普勒测速，毕托管测速，散热法测速等。矿井水源含沙量大，有时也会含有大量气体，而且对于少部分特殊矿井，其极易形成酸性水，这些特殊状况对于常规测速仪表测量来说非常困难。目前对于这些测量困难的流体最好的测量方法是使用相关法以及自适应算法进行流速测量[1]。
1基本原理
在相距s的管道两点放置两个相同型号的传感器a和b（见图1），传感器将其接收到的流动噪声转换为电信号，此种电信号与流动噪声呈现一定关系，因此也为随机信号。a、b两传感器的输出信号分别为x（t）和y（t），在s距离值相当小...
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