[发明专利]基于频率遮掩法的热电厂助燃风机压力滤波器设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于频率遮掩法的热电厂助燃风机压力滤波器设计方法。

背景技术

热电厂锅炉系统中，助燃风机的运行对于锅炉的燃烧及发电效率至关重要。助燃风机压力是检测助燃风机运行效果的重要参数。但由于其本身本身构造及环境因素的影响，助燃风机压力采集来的数据毛刺多，波动大，压力的趋势不易观察出来，需要设计助燃风机压力滤波器对其进行滤波。

目前针对助燃风机压力信号方法滤波的主要方法有：

(1)限冲激响应(FIR)滤波。

(2)无限冲激响应(IIR)滤波。

这两种方法主要存在以下的不足之处：

(1)IIR滤波器稳定性差、线性相位不严格，滤波实现较FIR复杂。

(2)FIR滤波器与IIR滤波器相比，有一个不可忽视的问题，对于同样的滤波指标，FIR滤波器所需要的阶数往往要比IIR滤波器高许多，滤波器的实时性变差，硬件成本增高。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于频率遮掩法的热电厂助燃风机压力滤波器设计方法，本方法设计了基于频率遮掩法(FRM)热电厂助燃风机压力滤波器，在传统FIR滤波器的基础上进行改进，设计出基于FRM的热电厂助燃风机压力滤波器，该方法使FIR滤波器具有严格的线性相位的同时保持较低的滤波阶数，从而提高滤波器的实时性，可以实现任意带宽、尖锐过渡带的滤波处理，在相同的滤波技术指标下，降低了滤波器设计上的复杂度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于频率遮掩法的热电厂助燃风机压力滤波器设计方法，包括以下步骤：

(1)基于频率遮掩法给定热电厂助燃风机压力滤波器设计指标；

(2)选择合适的热电厂助燃风机原型滤波器插值因子，并计算热电厂助燃风机各子滤波器的截至频率；

(3)计算热电厂助燃风机频率遮掩滤波器的两个互补滤波器的零相位响应，选取零相位响应在通带和组带的幅值，设计互补滤波器；

(4)依据窗函数法，设计原模型滤波器；

(5)确定通带边界和阻带边界，对原型滤波器及其互补滤波器进行插值、频罩处理，得到最终滤波器，频率响应和相位。

所述步骤(1)中，具体指标包括：助燃风机滤波器通带截止频率ω_p，助燃风机滤波器阻带截止频率ω_s，助燃风机滤波器通带纹波δ_p，助燃风机滤波器阻带纹波δ_s。

所述步骤(2)中，具体方法为：助燃风机遮掩滤波器的阶数估计公式如下：

NΦ1(δp,δs)β---(1)]]>

Φ₁(δ_p,δ_s)为助燃风机滤波器纹波函数，β为助燃风机滤波器过渡带宽度；

一个FIR滤波器所需要的乘法器个数为：