[發明專利]一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價系統及方法

有效

• 申請號: 202010125876.4
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111428345B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 高偉;林宇華;何宗源;鄭天瑞
• 申請（專利權）人: 福建華電可門發電有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G05B19/042
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發明公開了一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價系統，包括模型搭建單元、檢測單元、獲取單元、運用單元和評價單元，模型搭建單元、檢測單元、獲取單元、運用單元和評價單元依次連接，本發明可以無需知道回路的模型信息，僅通過在線采集、和分析控制回路的運行數據，實時地對控制回路的性能進行監測和評價，從而指導和幫助操作人員維護系統的正常運行。

技術領域

本發明涉及控制工程領域，具體是一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價系統及方法。

背景技術

目前的控制工程領域，如何基于回路實際運行數據實現控制系統的性能評價是控制工程領域的重要課題。在工程實踐中，對于隨機性負載擾動系統應用較廣泛的是基于最小方差指標的系統性能評價。但是最小方差指標在實際應用時會面臨一些問題，該方法需要知道回路精確的延遲時間信息，經常在實際應用時難以進行。因此，需要一些不同的隨機性負載指標對最小方差指標進行補充，從而在回路模型未知的情況下，僅通過控制系統數據的采集及指標計算，完成整個控制系統的性能評價和控制器參數優化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價系統及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價系統，包括：

模型搭建單元，用于根據控制系統原理圖在Simulink中針對隨機性負載擾動系統進行模型搭建；

檢測單元，用于運用負載擾動檢測程序來檢測系統的負載擾動是否符合要求，滿足要求后即可接著進行R指標的計算；

獲取單元：用于通過在Simulink中搭建完整負載擾動控制系統模型之后，在系統不同性能下編程計算R指標；

運用單元：用于從實際電廠控制系統中獲取運行數據，進行實時的R指標計算，計算擾動結束前的有效擾動下控制回路的性能指標平均值；

評價單元：用于在獲取R指標取值之后，結合R指標與控制系統性能的對應關系給出控制系統性能評價建議，同時給出控制器參數優化建議；

模型搭建單元、檢測單元、獲取單元、運用單元和評價單元依次連接。

作為本發明的進一步方案：所述獲取單元還用于分析R指標取值與系統控制性能及控制器參數的對應關系，從而進行控制系統性能評價和控制器參數優化建議。

作為本發明的進一步方案：所述獲取單元還包括R指標與常用性能指標的對比單元。

作為本發明的進一步方案：所述運用單元還包括實際系統運行數據的數據預處理部分。

作為本發明的進一步方案：所述數據預處理部分的預處理步驟包括零均值化、粗大值處理、濾波處理、平滑處理。

一種隨機性負載擾動控制系統的性能評價方法，包括以下步驟：

A、根據控制系統原理圖搭建隨機性負載擾動系統的Simulink模型并進行系統的負載擾動檢測；

B、根據R指標原理及計算公式利用MATLAB/Simulink在系統不同性能下編程計算R指標并與常用性能評價指標進行交叉對比；

C、從實際項目中獲取控制系統運行數據進行R指標的在線計算；

D、根據R指標取值給出系統性能評價及控制器參數優化建議。

作為本發明的進一步方案：所述步驟A具體包括以下步驟：判斷閉環回路受到較突然或者階躍變化的負載擾動；判斷當負載擾動包含多個階躍變化時，在時間上各個響應是否是可分離的；判斷有沒有設定值擾動、隨機擾動和噪聲的影響。