直升機(jī)自動(dòng)測(cè)試中的數(shù)據(jù)采集及濾波模塊的研究
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1．2 CAN總線通訊模塊及參數(shù)配置的實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)采用CAN總線通訊方式，抗干擾能力很強(qiáng)；適合在工業(yè)測(cè)量方面應(yīng)用。TMS320F2812的增強(qiáng)型局域網(wǎng)控制器(eCAN)模塊與現(xiàn)行的CAN 2．0B標(biāo)準(zhǔn)兼容。具有32個(gè)完全可配置的郵箱和時(shí)間標(biāo)志特性，并可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 Mb／s的波特率。
采用的CAN總線收發(fā)器是TI公司的收發(fā)器SN65HVD230。原理圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195124.htm
2 數(shù)字濾波
實(shí)際測(cè)量需要解決的難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題是消除噪聲和干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在數(shù)據(jù)采集與處理過(guò)程中采用數(shù)字濾波技術(shù)不僅能夠起到降低噪聲和干擾的輔助作用，而且還能減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。系統(tǒng)在測(cè)量數(shù)據(jù)的采集與處理中采用了多種數(shù)字濾波方法，這里將詳述其中的FIR濾波和FFT頻譜分析，并通過(guò)應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析。
在經(jīng)典濾波器FIR和IIR選擇方面，考慮到直升機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中要求保證相位信息，本系統(tǒng)采用FIR濾波器。FIR可以在幅度特性隨意設(shè)計(jì)的同時(shí)保證精確嚴(yán)格的線性相位，而且沒(méi)有不穩(wěn)定的問(wèn)題。
在FIR濾波器的設(shè)計(jì)方面，采用Kaiser窗。它可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)值來(lái)折中選擇主瓣寬度和旁瓣衰減，有很大的靈活性。其他性能指標(biāo)主瓣半帶寬和3 dB半帶與濾波器的長(zhǎng)度有關(guān)，可通過(guò)增加濾波器長(zhǎng)度來(lái)減小帶寬。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)阻帶最小衰減都為-50 dB，通過(guò)下式：
得出參數(shù)β=4．551 26，同時(shí)考慮到濾波計(jì)算量，本設(shè)計(jì)選擇50階，能在一個(gè)采樣周期內(nèi)完成。
為了使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)適合多種頻率的信號(hào)采集，更好的濾出高頻干擾。在A／D采樣頻率可調(diào)控的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種歸一化截止頻率的FIR低通濾波器。歸一化截止頻率分別為0.1，O.15，O.2，O.25，0.3，O.4。
當(dāng)ωc=O．1時(shí)，所設(shè)計(jì)的FIR濾波器的幅頻對(duì)數(shù)特性如圖4所示。
本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不同ωc值的FIR濾波器的自動(dòng)調(diào)用。利用TI公司的FFT函數(shù)庫(kù)對(duì)所采數(shù)據(jù)序列(1 024點(diǎn))進(jìn)行FFT計(jì)算，然后根據(jù)序列的幅頻特性，判斷出該信號(hào)的主要頻段，繼而調(diào)用相應(yīng)的FIR濾波器進(jìn)行對(duì)高頻干擾信號(hào)的濾除。
在應(yīng)用中，采用2．5 kHz采樣頻率，采集1 024個(gè)點(diǎn)，采集到一段含有噪聲的數(shù)據(jù)，用CCS的Gragh工具觀察，如圖5所示。
評(píng)論