[發明專利]高性能超前觀測器的高頻噪聲功率增益的自動跟蹤方法有效
| 申請號： | 202110578913.1 | 申請日： | 2021-05-26 |
| 公開（公告）號： | CN113311706B | 公開（公告）日： | 2022-05-27 |
| 發明（設計）人： | 李軍;陳錦攀 | 申請（專利權）人： | 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04;F01K13/00 |
| 代理公司： | 廣州三環專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 陳旭紅;晏靜文 |
| 地址： | 510000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 性能 超前 觀測器 高頻 噪聲 功率 增益 自動 跟蹤 方法 | ||
1.一種改進高性能超前觀測器的高頻噪聲功率增益的自動跟蹤方法，其特征在于，應用于火電機組過程控制，所述方法包括：
獲取噪聲濾波器的噪聲濾波原始參數，根據所述噪聲濾波原始參數構造第二噪聲濾波器；獲取第二噪聲濾波器的輸入信號，將所述第二噪聲濾波器的輸入信號輸入至第二噪聲濾波器，得到第二噪聲濾波器的輸出信號；
所述第二噪聲濾波器的傳遞函數為：
其中，FN:S(s)為第二噪聲濾波器的傳遞函數，TNFP:S為噪聲濾波原始參數，FTCCV:S(t)為第二噪聲濾波參數控制信號，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
獲取改進高性能超前觀測器的輸入信號，將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號及所述第二噪聲濾波器的輸出信號輸入至高頻噪聲功率增益計算單元，得到第二高頻噪聲功率增益；包括：
將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號輸入至第一高通濾波單元，得到第一高通濾波信號；將所述第一高通濾波信號輸入至第一平方運算單元，得到第一平方運算信號；將所述第一平方運算信號輸入至第一平均值運算單元，得到第一平均值信號；
將所述第二噪聲濾波器的輸出信號輸入至第二高通濾波單元，得到第二高通濾波信號；將所述第二高通濾波信號輸入至第二平方運算單元，得到第二平方運算信號；將所述第二平方運算信號輸入至第二平均值運算單元，得到第二平均值信號；
將所述第一平均值信號及所述第二平均值信號輸入至除法運算單元，得到第二高頻噪聲功率增益；
所述改進高性能超前觀測器的傳遞函數為：
其中，IHPLO(s)為改進高性能超前觀測器的傳遞函數，KGC為改進高性能超前觀測器的增益補償的增益，KIPC為改進高性能超前觀測器的內部比例控制的增益，NF(s)為噪聲濾波器的傳遞函數，TNFP為噪聲濾波器的噪聲濾波原始參數，ESWF(s)為工程滑動窗濾波器的傳遞函數，nESWF為工程滑動窗濾波器的階次，TIHPLO為改進高性能超前觀測器的時間常數，s為拉普拉斯算子；
所述高頻噪聲功率增益計算單元的傳遞函數為：
其中，HFNPG(t)為高頻噪聲功率增益計算單元的傳遞函數，L-1為拉普拉斯反變換，MOV:B(s)為第二平均值運算單元的傳遞函數，HPF:B(s)為第二高通濾波單元的傳遞函數，OSHPF:B(t)為第二高通濾波輸出信號過程，OSSO:B(t)為第二平方運算輸出信號過程，IS:B(t)為第二輸入信號，MOV:A(s)為第一平均值運算單元的傳遞函數，HPF:A(s)為第一高通濾波單元的傳遞函數，OSHPF:A(t)為第一高通濾波輸出信號過程，IS:A(t)為第一輸入信號，OSSO:A(t)為第一平方運算單元輸出信號過程，TMT為第一平均值運算單元和第二平均值運算單元共同的平均時間，THPF為第一高通濾波單元和第二高通濾波單元共同的高通濾波時間常數，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
獲取預設高頻噪聲幅值增益，將所述預設高頻噪聲幅值增益及所述第二高頻噪聲功率增益輸入至非線性偏差積分控制單元，得到積分控制信號；包括：
將所述預設高頻噪聲幅值增益輸入至第一平方根運算單元，得到第一平方根運算信號；
將所述第二高頻噪聲功率增益輸入至第二平方根運算單元，得到第二平方根運算信號；
所述第一平方根運算單元及所述第二平方根運算單元的傳遞函數為：
其中，SSRO:A(t)為第一平方根運算單元的傳遞函數，HFNPGC為預設高頻噪聲幅值增益，SSRO:B(t)為第二平方根運算單元的傳遞函數，HFNPG:S(t)為第二高頻噪聲功率增益，t為時間值；
將所述第一平方根運算信號及所述第二平方根運算信號輸入至比較器，得到比較信號；
所述比較器的傳遞函數為：
其中，SC(t)為比較器的傳遞函數，SSRO:A(t)為第一平方根運算單元的傳遞函數，SSRO:B(t)為第二平方根運算單元的傳遞函數，DZC為比較器的死區，t為時間值；
獲取自動跟蹤-停止的輸出信號，將所述比較信號、所述自動跟蹤-停止的輸出信號及常數1輸入至積分控制器，得到積分控制信號；
所述積分控制器的傳遞函數為：
其中，SIC(t)為積分控制器的傳遞函數，TI為積分控制器的跟蹤輸入，OTC為積分控制器的輸出跟蹤控制，AT/S為自動跟蹤-停止的輸出信號，SC(t)為比較器的傳遞函數，t為時間值；
將所述積分控制信號及噪聲濾波原始參數輸入至乘法器，得到慣性滯后時間常數給定信號；
所述乘法器的傳遞函數為：
NFPCV:S(t)＝SIC(t)NFPOV；
其中，NFPCV:S(t)為乘法器的傳遞函數，SIC(t)為積分控制器的傳遞函數，NFPOV為噪聲濾波原始參數，t為時間值；
將所述慣性滯后時間常數給定信號輸入至第二噪聲濾波器，對第二噪聲濾波器進行調整，并將所述慣性滯后時間常數給定信號及所述噪聲濾波原始參數輸入至一階慣性濾波器，得到噪聲濾波參數控制信號；
所述一階慣性濾波器的傳遞函數為：
其中，FOIF(s)為一階慣性濾波器的傳遞函數，TFOIF為一階慣性濾波器的時間常數，NFPCV(t)為噪聲濾波原始參數控制值，GI為一階慣性濾波器的跟蹤輸入，NFPOV為噪聲濾波原始參數，OGC為一階慣性濾波器的跟蹤控制，AT/S自動跟蹤-停止的輸出信號，L-1為拉普拉斯反變換，NFPCV:S(t)為第二噪聲濾波參數控制值過程，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號及所述噪聲濾波參數控制信號輸入至改進高性能超前觀測器，得到改進高性能超前觀測器的輸出信號。
2.一種改進高性能超前觀測器的高頻噪聲功率增益的自動跟蹤系統，其特征在于，應用于火電機組過程控制，所述系統包括：
第二噪聲濾波器建立及運算模塊，用于獲取噪聲濾波器的噪聲濾波原始參數，根據所述噪聲濾波原始參數構造第二噪聲濾波器；獲取第二噪聲濾波器的輸入信號，將所述第二噪聲濾波器的輸入信號輸入至第二噪聲濾波器，得到第二噪聲濾波器的輸出信號；
所述第二噪聲濾波器的傳遞函數為：
其中，FN:S(s)為第二噪聲濾波器的傳遞函數，TNFP:S為噪聲濾波原始參數，FTCCV:S(t)為第二噪聲濾波參數控制信號，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
高頻噪聲功率增益計算模塊，用于獲取改進高性能超前觀測器的輸入信號，將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號及所述第二噪聲濾波器的輸出信號輸入至高頻噪聲功率增益計算單元，得到第二高頻噪聲功率增益；包括：
將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號輸入至第一高通濾波單元，得到第一高通濾波信號；將所述第一高通濾波信號輸入至第一平方運算單元，得到第一平方運算信號；將所述第一平方運算信號輸入至第一平均值運算單元，得到第一平均值信號；
將所述第二噪聲濾波器的輸出信號輸入至第二高通濾波單元，得到第二高通濾波信號；將所述第二高通濾波信號輸入至第二平方運算單元，得到第二平方運算信號；將所述第二平方運算信號輸入至第二平均值運算單元，得到第二平均值信號；
將所述第一平均值信號及所述第二平均值信號輸入至除法運算單元，得到第二高頻噪聲功率增益；
所述改進高性能超前觀測器的傳遞函數為：
其中，IHPLO(s)為改進高性能超前觀測器的傳遞函數，KGC為改進高性能超前觀測器的增益補償的增益，KIPC為改進高性能超前觀測器的內部比例控制的增益，NF(s)為噪聲濾波器的傳遞函數，TNFP為噪聲濾波器的噪聲濾波原始參數，ESWF(s)為工程滑動窗濾波器的傳遞函數，nESWF為工程滑動窗濾波器的階次，TIHPLO為改進高性能超前觀測器的時間常數，s為拉普拉斯算子；
所述高頻噪聲功率增益計算單元的傳遞函數為：
其中，HFNPG(t)為高頻噪聲功率增益計算單元的傳遞函數，L-1為拉普拉斯反變換，MOV:B(s)為第二平均值運算單元的傳遞函數，HPF:B(s)為第二高通濾波單元的傳遞函數，OSHPF:B(t)為第二高通濾波輸出信號過程，OSSO:B(t)為第二平方運算輸出信號過程，IS:B(t)為第二輸入信號，MOV:A(s)為第一平均值運算單元的傳遞函數，HPF:A(s)為第一高通濾波單元的傳遞函數，OSHPF:A(t)為第一高通濾波輸出信號過程，IS:A(t)為第一輸入信號，OSSO:A(t)為第一平方運算單元輸出信號過程，TMT為第一平均值運算單元和第二平均值運算單元共同的平均時間，THPF為第一高通濾波單元和第二高通濾波單元共同的高通濾波時間常數，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
非線性偏差積分控制模塊，用于獲取預設高頻噪聲幅值增益，將所述預設高頻噪聲幅值增益及所述第二高頻噪聲功率增益輸入至非線性偏差積分控制單元，得到積分控制信號；包括：
將所述預設高頻噪聲幅值增益輸入至第一平方根運算單元，得到第一平方根運算信號；
將所述第二高頻噪聲功率增益輸入至第二平方根運算單元，得到第二平方根運算信號；
所述第一平方根運算單元及所述第二平方根運算單元的傳遞函數為：
其中，SSRO:A(t)為第一平方根運算單元的傳遞函數，HFNPGC為預設高頻噪聲幅值增益，SSRO:B(t)為第二平方根運算單元的傳遞函數，HFNPG:S(t)為第二高頻噪聲功率增益，t為時間值；
將所述第一平方根運算信號及所述第二平方根運算信號輸入至比較器，得到比較信號；
所述比較器的傳遞函數為：
其中，SC(t)為比較器的傳遞函數，SSRO:A(t)為第一平方根運算單元的傳遞函數，SSRO:B(t)為第二平方根運算單元的傳遞函數，DZC為比較器的死區，t為時間值；
獲取自動跟蹤-停止的輸出信號，將所述比較信號、所述自動跟蹤-停止的輸出信號及常數1輸入至積分控制器，得到積分控制信號；
所述積分控制器的傳遞函數為：
其中，SIC(t)為積分控制器的傳遞函數，TI為積分控制器的跟蹤輸入，OTC為積分控制器的輸出跟蹤控制，AT/S為自動跟蹤-停止的輸出信號，SC(t)為比較器的傳遞函數，t為時間值；
乘法器運算模塊，用于將所述積分控制信號及噪聲濾波原始參數輸入至乘法器，得到慣性滯后時間常數給定信號；
所述乘法器的傳遞函數為：
NFPCV:S(t)＝SIC(t)NFPOV；
其中，NFPCV:S(t)為乘法器的傳遞函數，SIC(t)為積分控制器的傳遞函數，NFPOV為噪聲濾波原始參數，t為時間值；
一階慣性濾波器運算模塊，用于將所述慣性滯后時間常數給定信號輸入至第二噪聲濾波器，對第二噪聲濾波器進行調整，并將所述慣性滯后時間常數給定信號及所述噪聲濾波原始參數輸入至一階慣性濾波器，得到噪聲濾波參數控制信號；所述一階慣性濾波器的傳遞函數為：
其中，FOIF(s)為一階慣性濾波器的傳遞函數，TFOIF為一階慣性濾波器的時間常數，NFPCV(t)為噪聲濾波原始參數控制值，GI為一階慣性濾波器的跟蹤輸入，NFPOV為噪聲濾波原始參數，OGC為一階慣性濾波器的跟蹤控制，AT/S自動跟蹤-停止的輸出信號，L-1為拉普拉斯反變換，NFPCV:S(t)為第二噪聲濾波參數控制值過程，s為拉普拉斯算子，t為時間值；
改進高性能超前觀測器運算模塊，用于將所述改進高性能超前觀測器的輸入信號及所述噪聲濾波參數控制信號輸入至改進高性能超前觀測器，得到改進高性能超前觀測器的輸出信號。
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