[发明专利]滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量方法

说明书

本发明提供的一种滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量方法及系统，利用信号中含有的噪声干扰信号例如在实际过程信号中普遍含有噪声干扰信号，通过所述第一高通滤波器取出所述滑动窗跟踪微分器输出信号中的高频噪声信号，通过所述第二高通滤波器取出所述滑动窗跟踪微分器输入信号中的高频噪声信号。通过对所述滑动窗跟踪微分器输出信号中的高频噪声信号、所述滑动窗跟踪微分器输入信号中的高频噪声信号的一系列计算得到所述滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的计算结果。明显特点是：能够连续给出所述滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量结果，对指导所述滑动窗跟踪微分器的参数在线调整具有较好的意义。

技术领域

本发明涉及火电机组过程控制技术领域，特别是涉及一种滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量方法及系统。

背景技术

在火电机组过程控制领域，运用超前观测器能够获取过程响应的提前信息，对于提高过程控制性能具有重要意义。超前观测有多种形式，例如微分器(Differentiator,D)、二阶惯性逆模型(Second order inertial inverse model,SOIIM)、比例-微分(Proportional-Derivative,PD)控制器等。

2019年，《自动化学报》在中国知网优先出版论文“一种类似积分器和滑动窗跟踪微分器的研究与应用”简称“所述文献”。所述文献公开了一种和滑动窗跟踪微分器(Sliding window tracking differentiator，SWTD)。滑动窗跟踪微分器提高了微分器性能，对于提高过程控制性能具有重要意义。

然而，滑动窗跟踪微分器存在高频噪声干扰放大的问题，在噪声干扰水平较高时，例如高频噪声功率增益(High frequency noise power gain，HFNPG)较高，会对滑动窗跟踪微分器输出信号造成严重的干扰，甚至造成滑动窗跟踪微分器无法正常工作。为了充分运用所述滑动窗跟踪微分器在过程控制中的优势，同时将所述滑动窗跟踪微分器输出控制在较低的噪声干扰水平，首先需要解决滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了的一种滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量方法及系统，利用信号中含有的噪声干扰信号例如在实际过程信号中普遍含有噪声干扰信号，连续给出所述滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在测量结果，对指导所述滑动窗跟踪微分器的参数在线调整具有较好的意义，并且对所述滑动窗跟踪微分器的在线工作无任何影响。实际过程响应信号中含有的噪声信号，例如实际过程响应信号经过模拟量到数字量的转换后，自然含有随机量化噪声信号。

本发明第一方面提供一种滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益的在线测量方法，包括：

获取滑动窗跟踪微分器输入信号，并将所述滑动窗跟踪微分器输入信号分为两组，其中一组输入至滑动窗跟踪微分器，得到滑动窗跟踪微分器输出信号，另一组作为第二高通滤波器输入信号输入至第二高通滤波器，得到第二高通滤波器输出信号；

所述滑动窗跟踪微分器输出信号作为第一高通滤波器输入信号输入至第一高通滤波器，得到第一高通滤波器输出信号；

将所述第一高通滤波器输出信号及第二高通滤波器输出信号输入至高频噪声功率增益计算模块，得到滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益。

进一步地，所述将所述第一高通滤波器输出信号及第二高通滤波器输出信号输入至高频噪声功率增益计算模块，得到滑动窗跟踪微分器的高频噪声功率增益，包括：

将所述第一高通滤波器输出信号接入第一平方运算模块的输入端，在所述第一平方运算模块的输出端得到第一平方运算信号；

将所述第一高通滤波器输出信号接入第一纯滞后模块的输入端，在所述第一纯滞后模块输出端得到第一纯滞后信号；