2024年第4期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor基金项目:国家自然科学基金(52175526);国家质量监督检验检疫总局科技计划(2016QK189)收稿日期:2023-09-15基于希尔伯特-黄变换的转台角速率测量方法研究佘嘉演1,朱维斌1,黄垚2,邹伟2,薛梓21.中国计量大学计量测试工程学院;2.中国计量科学研究院摘要:文中针对传统转台角速率测量采用定时测角、定角测时等时间段内求取平均值方法,无法获取转台随时间变化的瞬时角速率值的问题,对基于希尔伯特-黄变换原理的角速率测量方法开展研究。在分析莫尔信号自身特征的基础上,对莫尔信号进行希尔伯特-黄变换方法进行详细阐述;设计基于FPGA的角速率测量电路,详细说明了电路中经验模态分解设计方法。搭建转台转速测量实验平台验证希尔伯特-黄角速率测速效果,实验结果证明希尔伯特-黄角速率测量方法对比传统定时测角法的优越性;120(°)/s内的多个转速的实验显示希尔伯特-黄角速率测量方法角速率测量误差小于0.9×10-3,角速率测量稳定性优于0.5×10-4。关键词:转台;莫尔信号;转速;FPGA;电路;模态分解中图分类号:TH7文献标识码:AResearchonMeasurementMethodofTurntableAngleVelocityBasedonHilbert-HuangTransformSHEJiayan1,ZHUWeibin1,HUANGYao2,ZOUWei2,XUEZi21.SchoolofMetrologyandMeasurementEngineering,ChinaJiliangUniversity;2.NationalInstituteofMetrologyAbstract:Inthispaper,theangularvelocitymeasurementmethodbasedonHilbert-Huangtransformprinciplewasstudied,whichovercamethedisadvantagesoftraditionalturntableangularvelocitymeasurementmethods,suchasmethod-Mandmethod-T.BasedontheanalysisofMoirésignalcharacteristics,theHHTmethodforMoirésignalcharacteristicswaselaboratedindetail.TheFPGA-basedangularvelocitymeasurementcircuitwasdesigned,andtheEMDdesignmethodinthecircuitwasexplainedindetail.ArotatingspeedmeasurementexperimentalplatformwasbuilttoverifytheeffectofangularvelocitymethodbasedonHHT.Theexperimentalresultsshowthattheangularvelocitymeasurementmethodissuperiortothetraditionalmethods,andtheexperimentalresultsofmultiplespeedswithin120(°)/sshowthattherotatingspeedmeasurementerroroftheHHTmethodislessthan0.9×10-3,andtherotatingspeedmeasurementstabilityisbetterthan0.5×10-4.Keywords:turntable;Moirésignal;rotating...
