[发明专利]一种基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法

权利要求书

1.一种基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集多个待检测工业过程控制回路的输出信号；

(2)用多变量非线性调频模态分解方法对采集的信号进行分解；具体步骤如下：

(2-1)构建多变量非线性调频模态分解的目标函数：

其中，x_m＝[x_m(t₀),...,x_m(t_N-1)]^T表示第m个回路采集得到的信号，总共采集了M个回路；i表示第i层模态，总共有Q层模态；ε_m表示第m个回路的重建误差；t＝t₀,...,t_N-1表示采样时刻；是估计的第i层模态的瞬时频率，a_i,m(t)是第m个回路、第i层模态的瞬时幅值，f_i是真实的第i层模态的瞬时频率，φ表示初始相位，j表示复数单位，是二阶差分矩阵；

(2-2)用交替方向乘子法迭代求解(2-1)中的目标函数，迭代到最后一步得到的作为真实的瞬时频率f_i，同时得到A_i，B_i，u_i,m和v_i,m，其中i＝1,...,Q，m＝1,...,M；

(2-3)第m个回路、第i层模态为g_i,m＝A_iu_i,m+B_iv_i,m，其中i＝1,...,Q，m＝1,...,M；

(3)计算分解所得模态的归一化相关系数，保留归一化相关系数大于预设值的模态；

(4)对于保留下来的模态，采用零交叉点估计模态的振荡周期，根据振荡周期分析工业过程厂级振荡情况。

2.根据权利要求1所述的基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法，其特征在于，步骤(1)的具体步骤为：在预设的每个采样间隔内记录下待检测的控制回路中的过程数据，且每个采样间隔内采集到的过程数据都添加在先前所采集的过程数据末端。

3.根据权利要求1所述的基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法，其特征在于，步骤(3)中，分解所得模态的归一化相关系数计算公式为：

其中，ζ_i,m表示第m个回路、第i层模态的归一化相关系数；ρ_i,m表示分解所得模态g_i,m和采集的回路输出信号x_m之间的相关系数；

其中，cov(·)表示协方差，std(·)表示标准差。

4.根据权利要求3所述的基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法，其特征在于，步骤(3)中，预设值为0.35，如果ζ_i,m大于0.35，则保留第m个回路、第i层模态g_i,m。

5.根据权利要求1所述的基于多变量非线性调频模态分解的工业过程厂级振荡检测方法，其特征在于，步骤(4)中，采用零交叉点估计模态的振荡周期的公式为：

其中，T为振荡周期，Δt是模态的两个连续零交叉点的间隔，n默认取值为11。