[發(fā)明專利]工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410115307.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103885440A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝磊;郭子旭;陳小強(qiáng);王挺任;蘇宏業(yè);古勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，在待檢測(cè)的控制回路中，采集一組過(guò)程數(shù)據(jù)x_t；

步驟2，對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)x_t進(jìn)行小波包變換分解，得到原始二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₀；

步驟3，根據(jù)最小香農(nóng)熵規(guī)則、非高斯指數(shù)以及準(zhǔn)振蕩指數(shù)對(duì)原始二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₀進(jìn)行簡(jiǎn)化得到最優(yōu)二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T_best；

步驟4，依據(jù)最優(yōu)二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T_best上所有葉節(jié)點(diǎn)的非高斯指數(shù)T_G，將非高斯分布的葉節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的子空間進(jìn)行標(biāo)記，得到子空間被標(biāo)記的葉節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置集合I；

步驟5，通過(guò)交叉檢驗(yàn)方法判斷坐標(biāo)位置集合I中各個(gè)坐標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)是否存在振蕩分量，從而檢測(cè)工業(yè)控制回路的過(guò)程數(shù)據(jù)中的多周期振蕩行為。

2.如權(quán)利要求1所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟2中，對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)x_t進(jìn)行小波包變換分解，得到原始二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₀包括以下步驟：

步驟2-1，選定小波包母函數(shù)ψ以及小波包變換的分解層數(shù)l，得到正交性二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的小波包基函數(shù)集合，該正交性二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)為滿二叉樹(shù)，表示正交性二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的第i層分解層第j個(gè)坐標(biāo)位置的小波包基函數(shù)，其中0≤i≤l；

步驟2-2，將過(guò)程數(shù)據(jù)x_t映射到步驟2-1中構(gòu)造的小波包基函數(shù)，得到與小波包基函數(shù)集合結(jié)構(gòu)相同的小波包系數(shù)集合；

步驟2-3，對(duì)小波包系數(shù)集合進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)，得到對(duì)應(yīng)的分解信號(hào)集合，從而得到與小波包基函數(shù)集合結(jié)構(gòu)相同的原始二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₀，其中分解信號(hào)具有可加性。

3.如權(quán)利要求2所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟2-1中，小波包母函數(shù)ψ為五階Daubechies母函數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟2-1中，分解層數(shù)l的取值為5。

5.如權(quán)利要求1所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟3中，得到最優(yōu)二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T_best包括以下步驟：

步驟3-1，對(duì)原始二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₀中的所有節(jié)點(diǎn)，根據(jù)最小香農(nóng)熵規(guī)則對(duì)T₀進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁；

步驟3-2，計(jì)算簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁的非高斯指數(shù)T_G和準(zhǔn)振蕩指數(shù)QI；

步驟3-3，根據(jù)T_G對(duì)應(yīng)的決策限區(qū)間和QI對(duì)應(yīng)的決策限區(qū)間，對(duì)簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到最優(yōu)二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T_best。

6.如權(quán)利要求5所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟3-2中，簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁中節(jié)點(diǎn)(i,j)的準(zhǔn)振蕩指數(shù)的計(jì)算方法為，計(jì)算節(jié)點(diǎn)(i,j)所對(duì)應(yīng)信號(hào)的極值點(diǎn)數(shù)量，計(jì)算節(jié)點(diǎn)(i,j)對(duì)應(yīng)信號(hào)的零點(diǎn)數(shù)量，從而計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)(i,j)所對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)振蕩指數(shù)，所得集合為簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁的準(zhǔn)振蕩指數(shù)QI。

7.如權(quán)利要求5所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟3-3中，準(zhǔn)振蕩指數(shù)QI的決策限區(qū)間為[0,1]。

8.如權(quán)利要求5所述工業(yè)控制回路的多周期振蕩行為檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟3-3中，對(duì)簡(jiǎn)化后的二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T₁進(jìn)行簡(jiǎn)化的方法為，對(duì)于T₁中的節(jié)點(diǎn)(p,q)，判斷節(jié)點(diǎn)是否滿足簡(jiǎn)化條件或：是，則保留節(jié)點(diǎn)(p,q)，刪除節(jié)點(diǎn)(p,q)下的所有子節(jié)點(diǎn)，得到最優(yōu)二叉樹(shù)狀分解結(jié)構(gòu)T_best；否則，保留節(jié)點(diǎn)(p,q)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)(p,q)的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化條件判斷并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，直至所有節(jié)點(diǎn)均滿足簡(jiǎn)化條件。