[发明专利]过程控制系统信号频率谱分析方法与装置

权利要求书

1.一种过程控制系统信号频率谱分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

按相等的时间间隔，将过程信号分解为若干个阶跃信号；

将分解后的每一个阶跃信号分别转换为频率信号；

将每一个所述频率信号分别分解为X轴方向相量和Y轴方向相量；

将分解的各个X轴方向相量和Y轴方向相量分别进行累积；

根据X轴方向相量的累积值和Y轴方向相量的累积值，将过程信号恢复为频率信号。

2.如权利要求1所述的过程控制系统信号频率谱分析方法，其特征在于，在所述将分解后的每一个阶跃信号分别转换为频率信号的步骤中，所述转换的频率信号为指数频率信号。

3.如权利要求1所述的过程控制系统信号频率谱分析方法，其特征在于，在所述按相等的时间间隔，将过程信号分解为若干个阶跃信号的步骤中，包括以下步骤：

按相等的时间间隔，将预设时间窗口宽度内的过程信号分解为若干个阶跃信号。

4.如权利要求1所述的过程控制系统信号频率谱分析方法，其特征在于，在所述根据X轴方向相量的累积值和Y轴方向相量的累积值，将过程信号恢复为频率信号的步骤中，所述恢复的频率信号为指数频率信号。

5.如权利要求3所述的过程控制系统信号频率谱分析方法，其特征在于，在所述根据X轴方向相量的累积值和Y轴方向相量的累积值，将过程信号恢复为频率信号的步骤中，包括以下步骤：

根据X轴方向相量的累积值和Y轴方向相量的累积值，将过程信号恢复为代表预设时间窗口宽度内过程信号的频率信号。

6.一种过程控制系统信号频率谱分析装置，其特征在于，包括：阶跃信号分解模块、阶跃信号转换模块、频率信号分解模块、相量累积模块和频率信号恢复模块；

所述阶跃信号分解模块用于按相等的时间间隔，将过程信号分解为若干个阶跃信号；

所述阶跃信号转换模块用于将分解后的每一个阶跃信号分别转换为频率信号；

所述频率信号分解模块用于将每一个所述频率信号分别分解为X轴方向相量和Y轴方向相量；

所述相量累积模块用于将分解的各个X轴方向相量和Y轴方向相量分别进行累积；

所述频率信号恢复模块用于根据X轴方向相量的累积值和Y轴方向相量的累积值，将过程信号恢复为频率信号。

7.如权利要求6所述的过程控制系统信号频率谱分析装置，其特征在于，所述阶跃信号分解模块包括：纯延时单元、第一采样保持单元、第二采样保持单元、脉冲发生单元和第一减法器单元；

纯延时单元的输入端用于接收过程信号，纯延时单元的延时值设置端用于接收采样间隔信号，纯延时单元的输出端连接第二采样保持单元的输入端，第二采样保持单元的使能端连接脉冲发生单元的输出端，脉冲发生单元的使能端用于接收启动分析信号，脉冲发生单元的脉冲间隔值设置端用于接收采样间隔信号，第一采样保持单元的使能端连接脉冲发生单元的输出端，第一采样保持单元的输入端用于接收过程信号，第一采样保持单元的输出端连接第一减法器单元的第一输入端，第二采样保持单元的输出端连接第一减法器单元的第二输入端；

纯延时单元接收采样间隔信号用于设置延时值，并对接收的过程信号进行延时，脉冲发生单元接收采样间隔信号用于设置脉冲间隔值，并接收启动分析信号用于控制脉冲输出，第一采样保持和第二采样保持单元接收脉冲发生单元的脉冲输出信号作为采样保持控制信号，第一采样保持单元对过程信号进行采样，第二采样保持单元对纯延时单元输出的过程信号延时信号进行采样，第一减法器单元接收来自第一采样保持单元和第二采样保持单元的输出信号并对其进行减法运算。