專利名稱：控制回路振蕩檢測方法
技術領域：
本發(fā)明所屬領域為過程控制、故障診斷等領域。針對控制回路中的振蕩，提出了一 種基于DCT (離散余弦變換)的控制回路振蕩檢測方法。采用該方法可以在控制回路非常 數均值、低信噪比條件下，對控制回路中的單個、多個振蕩進行自動檢測，用于實現對過程 控制性能的分析和診斷。
背景技術：
振蕩是生產過程中的一種常見干擾現象。在控制回路中存在的振蕩增加了過程變 量的不確定性，從而造成質量低劣的產品，增加能源消耗和降低產品的平均通過率。目前， 控制回路的振蕩檢測方法主要是基于ACF(自相關函數)的檢測方法，該方法利用自相關函 數的去噪特性來提取振蕩信息，但是對于多個振蕩難以檢測，特別是不能自動檢測；另外該 方法需要工作在零均值條件下，對于非常數均值無能為力。一個現代化的工廠中控制回路 成百上千，工程師要基于ACF進行檢測是一項極為繁重的工作。

發(fā)明內容
本發(fā)明包括去噪與提取振蕩信號平衡點的選擇、頻率提取和島算法三個方面。去噪與提取振蕩信號平衡點的選擇當我們選擇較高的閾值進行濾波，雖然可以 濾除噪聲，但是也可能會將振蕩信號濾除；當我們選擇較低的閾值進行濾波，雖然會保留振 蕩信號，可是許多噪聲也被保留下來。我們計算出控制回路數據的DCT的均方差，將3倍的 均方差作為閾值，將低于閾值的數據置零，這樣就可以保留影響回路行為的振蕩信號，并且 濾掉絕大部分噪聲。頻率提取當低于閾值的數據被置零，非零數據就被分離開來，每個頻段形成一個 孤島(周圍是零)，我們將每個頻段提取出來，其余頻段進行補零操作，就可以將頻率提取 出來。重復操作，就可以將不同頻率依次提取出來。島算法將低于閾值的數據置零后，我們可以將非零數據劃分為不同頻段，每個頻 段形成一個孤島(周圍是零)，再通過iDCT (離散余弦變換逆變換)就可以將不同頻段復原 成一個個振蕩信號。但是由于受噪聲(特別是色噪聲)的影響，噪聲的尖峰信號也會被復 原成振蕩。我們再將閾值設為1倍的均方差，將低于閾值的數據置零，再通過iDCT復原振 蕩信號，由于信息數據增多，噪聲信號就不會被復原成振蕩，用低閾值數據驗證對應的高閾 值數據，這樣我們就將振蕩信號提取出來了。


附圖1 :DCT檢測方法流程圖附圖2 信號、DCT結果和以3 σ進行壓縮后的結果附圖3 頻率提取和iDCT變換后得到的振蕩(以3 σ進行壓縮后)附圖4 以σ進行壓縮后的結果
附圖5 頻率提取和iDCT變換后得到的振蕩(以σ進行壓縮后)
具體實施例方式實施例1 (1)對控制回路的離線數據x(t)做DCT，得到DCT能量系數y (k)；(2)計算能量系數y (k)的均方差，將3倍的均方差設為閾值；(3)將y(k)中低于閾值的數據置零(濾波去噪、分離頻段)，得到ζ (k)；(4)將ζ (k)中的非零頻段分別進行iDCT，即可得到不同頻率的振蕩；(5)用島算法對不同頻率的振蕩進行驗證。
權利要求
去噪與提取振蕩信號平衡點的選擇，在DCTM或相關檢測中，將3倍的均方差設為閾值，作為去噪與提取振蕩信號平衡點，并不限定為說明書所述的名稱，支持同樣功能的各種提法都在請求保護的范圍內；
2.頻率提取，并不限定為說明書所述的名稱，支持同樣功能的各種提法都在請求保護 的范圍內；
3.島算法，包括先后進行兩次不同閾值的置零和iDCT，用低閾值結果對高閾值結果進 行驗證，并不限定于說明書描述形式，其具體內容可根據需要增減，其順序亦可調整。
全文摘要
本發(fā)明所屬領域為過程控制、故障診斷等領域。針對控制回路中的振蕩，提出了一種基于DCT(離散余弦變換)的控制回路振蕩檢測方法。本發(fā)明包括去噪與提取振蕩信號平衡點的選擇、頻率提取和島算法三個方面。采用該方法可以在控制回路非常數均值、低信噪比條件下，對控制回路中的單個、多個振蕩進行自動檢測，用于實現對過程控制性能的分析和診斷。
文檔編號G05B23/00GK101901010SQ200910085670
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權日2009年5月26日
發(fā)明者李希農, 王建東 申請人:星楓科技(北京)有限公司;李希農;王建東