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加速度信號調理電路
示功圖測試儀的位移和沖程是通過加速度雙重積分得到的，考慮到油桿上下周期性運動的特點，將一個周期加速度測量值減去其平均值，令邊界條件為零，對修正后的加速度積分得到速度；令邊界條件為零，對修正后的速度積分得到沖程[2]。

由于必須對原始加速度信號進行相應的濾波處理，去除邊界的雙重積分算法較復雜，......

示功儀加速度在兩次去除邊界積分后并不能得到準確的沖程，往往對于同一口井會得出兩個差異很大的沖程。

因為加速度量的電壓信號很小，3V供電系統造成加速度與電壓的比例系數很小(0.56V/g)，MCU采集加速度電壓信號受干擾嚴重。所以必須對采集的加速度信號進行合適的濾波后再雙重積分得到沖程。

首先，將采集到一個周期的加速度的數據存放在RAM中，對加速度數據進行奇異值的濾除；然后對加速度量進行3次7點平滑窗濾波，最大限度地將噪聲信號濾除；最后，應用周期去邊界的雙重積分得到各點的位移值.

加速度信號的復合濾波方法

示功儀采用加速度信號進行雙重積分算法得到位移和沖程，但是，加速度信號由于電源紋波和信號干擾的影響引起波形的微小畸變，經過雙重積分后沖程累積誤差增大。
......

改進的滑動濾波法
傳統的滑動平滑濾波只采樣一次，將這一次采樣值與過去若干次采樣值一起求平均，若取N 個采樣值求平均，RAM中必須開辟N 個數據的暫存區。
由于沖次(1分鐘內抽油機上下往返的次數)通過判斷加速度的兩個最高點的計算得出(兩個最高點之間的點數乘以采樣周期50ms得到抽油機運行周期，沖次=60/周期)。使用傳統的滑動濾波方法最高點的誤判率高，難以得出準確的周期。本文采用了一種改進的滑動濾波方法，很好的解決了以上問題。
選用MSP430F1611(10K RAM)定義1800大小浮點數數組用來存儲90s的加速度原始信號。

經過3次滑動平滑濾波，公式如下：
3點滑動塊： ? ? ? ??(1≤K≤N-1)

7點滑動塊：? ? ?(3≤K≤N-3)

式中：XK 表示第K 次采集的加速度數據；N 表示采集數據個數；K 表示當前加速度信號的序號。

??

加速度雙重積分算法

示功圖測試儀利用加速度信號間接得到位移和沖程信息。得到加速度的測量值后，要計算抽油桿運動的相對位移還必須解決兩個問題：加速度的零點校正和積分求速度時邊界條件的確定。因只需得到抽油桿運動的相對位移，由速度積分求位移時，可將邊界條件置為零。
經過理論上的綜合推導，由加速度求位移或沖程的算法可簡要表述為：
(1)將一個周期內加速度的測量值減去其平均值，令邊界條件為零，對修正后的加速度積分(在MSP430中采用數值積分)得到速度；
(2)將所求的速度減去其平均值，令邊界條件為零，對修正后的速度積分(在MSP430中采用數值積分)，即得到相對位移或沖程。

針對游梁式抽油機和皮帶式抽油機兩種不同類型的抽油機井型，先后進行了多次現場測量和數據分析，以沖程測量為例的數據與分析如表1所示。游梁式抽油機屬于旋轉運動轉化為抽油桿上下運動，往復一次的運動規律接近正弦波變化，且沖程較短；皮帶式抽油機直接驅動抽油桿上下運動，運動規律接近矩形波變化，且沖程較長。

現場試驗結果表明，本文研究的位移或沖程測量技術適用于沖程從2.1m~5m，沖次從0.8沖~5沖的不同抽油機井型，而且具有較高的測量精度；但是，對于沖次<0.8沖的稠油井抽油機，測量誤差偏大。

轉載于:https://my.oschina.net/u/136923/blog/144692

總結

以上是生活随笔為你收集整理的电梯上下运行一个周期中的拉力和加速度变化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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