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    2014年57期平特一尾:极谱分析中卡尔曼滤波的方法的应用

    【标    题】:

    极谱分析中卡尔曼滤波的方法的应用


    【作者单位】:

    山东济宁东盛电子仪器有限公司


    【内容摘要】:    卡尔曼滤波是一种递推的线性状态估计算法,具有算法简单、极谱仪占内存少、运算速度快等优点。该法用于分析测试,具有去除噪声、分辨重叠谱图等功能,因而在极谱分析的应用中受到人们的关注。就目前国内常用的极谱分析仪的情况看,要实现卡尔曼滤波在极谱分析中的应用,关键是要获取谱i~E曲线上各点的数字化信号,并在对这些信号进行预处理的基础上,实现各种信号处理的算法。国内常用的极谱分析仪器有两类,一类是全模拟电路的,如JP-2型极谱仪,另一类是近年来开发的微机化极谱仪,如JP-3,MP-1仪等。但这两类仪器都不能直接得到i~E曲线上各点的数字信号,因而不能直接使用各种信号处 [更多详细]

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    【正文内容】:
        卡尔曼滤波是一种递推的线性状态估计算法,具有算法简单、一肖中平特图占内存少、运算速度快等优点。该法用于分析测试,具有去除噪声、分辨重叠谱图等功能,因而在极谱分析的应用中受到人们的关注。就目前国内常用的极谱分析仪的情况看,要实现卡尔曼滤波在极谱分析中的应用,关键是要获取谱i~E曲线上各点的数字化信号,并在对这些信号进行预处理的基础上,实现各种信号处理的算法。国内常用的极谱分析仪器有两类,一类是全模拟电路的,如JP-2型极谱仪,另一类是近年来开发的微机化极谱仪,如JP-3,MP-1仪等。但这两类仪器都不能直接得到i~E曲线上各点的数字信号,因而不能直接使用各种信号处理技术。本文以MP-1分析仪为例,介绍了在微机与仪器联机接口的基础上实现卡尔曼滤波的方法,并简单介绍了该系统在极谱法测定混合组分中的应用。
        1 MP-1仪与IBM-PC微机接口的硬件与软件MP-1极谱仪内部具有一套Z80 CPU微机电路,可通过外接的绘图仪端口输出测量信号。为使这些信号能直接传输到IBM-PC机中,根据MP-1输出信号的时序要求,安排了图1所示的接口电路。在相应软件的支持下,该接口可方便地把MP-1的输出信号通过并行打印口读入到IBM-PC中。为便于实现系统的数据传输、信号处理与计算以及绘图打印等功能,采用了开关切换方式,用一个并行口实现同时带仪器和打印机的一机多仪的方法。接口电路主要由两片数据缓冲器74LS244,两片4位2选1芯片74LS157及一片D触发器74LS74和一片反相器74LS04构成??豄作为选用仪器或打印机的切换。当K置0V时,选通U1及U2的1D0~4D0,使打印口挂上打印机,当K切换到+5V时,选通U3及U2的1D1~4D1,仪器输出数据经U4与U2两级选组后经打印口的状态线读入微机。由于采用了多级缓冲与选组切换,使这种接口电路具有较好的通用性,在其它不同时序要求的微机化仪器的连接时,无需改动硬件,只要对软件作相应调整即可。软件编程的框图见图2。
        由图可见,程序主要是为满足时序配合及二次半字节读入后合并成一字节数据而设计的,用8086汇编语言可方便地编制相应的程序。
     
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