[发明专利]高性能超前观测器的高频噪声功率增益的自动跟踪方法有效
| 申请号： | 202110578913.1 | 申请日： | 2021-05-26 |
| 公开（公告）号： | CN113311706B | 公开（公告）日： | 2022-05-27 |
| 发明（设计）人： | 李军;陈锦攀 | 申请（专利权）人： | 广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院 |
| 主分类号： | G05B13/04 | 分类号： | G05B13/04;F01K13/00 |
| 代理公司： | 广州三环专利商标代理有限公司 44202 | 代理人： | 陈旭红;晏静文 |
| 地址： | 510000 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 性能 超前 观测器 高频 噪声 功率 增益 自动 跟踪 方法 | ||
1.一种改进高性能超前观测器的高频噪声功率增益的自动跟踪方法，其特征在于，应用于火电机组过程控制，所述方法包括：
获取噪声滤波器的噪声滤波原始参数，根据所述噪声滤波原始参数构造第二噪声滤波器；获取第二噪声滤波器的输入信号，将所述第二噪声滤波器的输入信号输入至第二噪声滤波器，得到第二噪声滤波器的输出信号；
所述第二噪声滤波器的传递函数为：
其中，FN:S(s)为第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为噪声滤波原始参数，FTCCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制信号，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
获取改进高性能超前观测器的输入信号，将所述改进高性能超前观测器的输入信号及所述第二噪声滤波器的输出信号输入至高频噪声功率增益计算单元，得到第二高频噪声功率增益；包括：
将所述改进高性能超前观测器的输入信号输入至第一高通滤波单元，得到第一高通滤波信号；将所述第一高通滤波信号输入至第一平方运算单元，得到第一平方运算信号；将所述第一平方运算信号输入至第一平均值运算单元，得到第一平均值信号；
将所述第二噪声滤波器的输出信号输入至第二高通滤波单元，得到第二高通滤波信号；将所述第二高通滤波信号输入至第二平方运算单元，得到第二平方运算信号；将所述第二平方运算信号输入至第二平均值运算单元，得到第二平均值信号；
将所述第一平均值信号及所述第二平均值信号输入至除法运算单元，得到第二高频噪声功率增益；
所述改进高性能超前观测器的传递函数为：
其中，IHPLO(s)为改进高性能超前观测器的传递函数，KGC为改进高性能超前观测器的增益补偿的增益，KIPC为改进高性能超前观测器的内部比例控制的增益，NF(s)为噪声滤波器的传递函数，TNFP为噪声滤波器的噪声滤波原始参数，ESWF(s)为工程滑动窗滤波器的传递函数，nESWF为工程滑动窗滤波器的阶次，TIHPLO为改进高性能超前观测器的时间常数，s为拉普拉斯算子；
所述高频噪声功率增益计算单元的传递函数为：
其中，HFNPG(t)为高频噪声功率增益计算单元的传递函数，L-1为拉普拉斯反变换，MOV:B(s)为第二平均值运算单元的传递函数，HPF:B(s)为第二高通滤波单元的传递函数，OSHPF:B(t)为第二高通滤波输出信号过程，OSSO:B(t)为第二平方运算输出信号过程，IS:B(t)为第二输入信号，MOV:A(s)为第一平均值运算单元的传递函数，HPF:A(s)为第一高通滤波单元的传递函数，OSHPF:A(t)为第一高通滤波输出信号过程，IS:A(t)为第一输入信号，OSSO:A(t)为第一平方运算单元输出信号过程，TMT为第一平均值运算单元和第二平均值运算单元共同的平均时间，THPF为第一高通滤波单元和第二高通滤波单元共同的高通滤波时间常数，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
获取预设高频噪声幅值增益，将所述预设高频噪声幅值增益及所述第二高频噪声功率增益输入至非线性偏差积分控制单元，得到积分控制信号；包括：
将所述预设高频噪声幅值增益输入至第一平方根运算单元，得到第一平方根运算信号；
将所述第二高频噪声功率增益输入至第二平方根运算单元，得到第二平方根运算信号；
所述第一平方根运算单元及所述第二平方根运算单元的传递函数为：
其中，SSRO:A(t)为第一平方根运算单元的传递函数，HFNPGC为预设高频噪声幅值增益，SSRO:B(t)为第二平方根运算单元的传递函数，HFNPG:S(t)为第二高频噪声功率增益，t为时间值；
将所述第一平方根运算信号及所述第二平方根运算信号输入至比较器，得到比较信号；
所述比较器的传递函数为：
其中，SC(t)为比较器的传递函数，SSRO:A(t)为第一平方根运算单元的传递函数，SSRO:B(t)为第二平方根运算单元的传递函数，DZC为比较器的死区，t为时间值；
获取自动跟踪-停止的输出信号，将所述比较信号、所述自动跟踪-停止的输出信号及常数1输入至积分控制器，得到积分控制信号；
所述积分控制器的传递函数为：
其中，SIC(t)为积分控制器的传递函数，TI为积分控制器的跟踪输入，OTC为积分控制器的输出跟踪控制，AT/S为自动跟踪-停止的输出信号，SC(t)为比较器的传递函数，t为时间值；
将所述积分控制信号及噪声滤波原始参数输入至乘法器，得到惯性滞后时间常数给定信号；
所述乘法器的传递函数为：
NFPCV:S(t)＝SIC(t)NFPOV；
其中，NFPCV:S(t)为乘法器的传递函数，SIC(t)为积分控制器的传递函数，NFPOV为噪声滤波原始参数，t为时间值；
将所述惯性滞后时间常数给定信号输入至第二噪声滤波器，对第二噪声滤波器进行调整，并将所述惯性滞后时间常数给定信号及所述噪声滤波原始参数输入至一阶惯性滤波器，得到噪声滤波参数控制信号；
所述一阶惯性滤波器的传递函数为：
其中，FOIF(s)为一阶惯性滤波器的传递函数，TFOIF为一阶惯性滤波器的时间常数，NFPCV(t)为噪声滤波原始参数控制值，GI为一阶惯性滤波器的跟踪输入，NFPOV为噪声滤波原始参数，OGC为一阶惯性滤波器的跟踪控制，AT/S自动跟踪-停止的输出信号，L-1为拉普拉斯反变换，NFPCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制值过程，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
将所述改进高性能超前观测器的输入信号及所述噪声滤波参数控制信号输入至改进高性能超前观测器，得到改进高性能超前观测器的输出信号。
2.一种改进高性能超前观测器的高频噪声功率增益的自动跟踪系统，其特征在于，应用于火电机组过程控制，所述系统包括：
第二噪声滤波器建立及运算模块，用于获取噪声滤波器的噪声滤波原始参数，根据所述噪声滤波原始参数构造第二噪声滤波器；获取第二噪声滤波器的输入信号，将所述第二噪声滤波器的输入信号输入至第二噪声滤波器，得到第二噪声滤波器的输出信号；
所述第二噪声滤波器的传递函数为：
其中，FN:S(s)为第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为噪声滤波原始参数，FTCCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制信号，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
高频噪声功率增益计算模块，用于获取改进高性能超前观测器的输入信号，将所述改进高性能超前观测器的输入信号及所述第二噪声滤波器的输出信号输入至高频噪声功率增益计算单元，得到第二高频噪声功率增益；包括：
将所述改进高性能超前观测器的输入信号输入至第一高通滤波单元，得到第一高通滤波信号；将所述第一高通滤波信号输入至第一平方运算单元，得到第一平方运算信号；将所述第一平方运算信号输入至第一平均值运算单元，得到第一平均值信号；
将所述第二噪声滤波器的输出信号输入至第二高通滤波单元，得到第二高通滤波信号；将所述第二高通滤波信号输入至第二平方运算单元，得到第二平方运算信号；将所述第二平方运算信号输入至第二平均值运算单元，得到第二平均值信号；
将所述第一平均值信号及所述第二平均值信号输入至除法运算单元，得到第二高频噪声功率增益；
所述改进高性能超前观测器的传递函数为：
其中，IHPLO(s)为改进高性能超前观测器的传递函数，KGC为改进高性能超前观测器的增益补偿的增益，KIPC为改进高性能超前观测器的内部比例控制的增益，NF(s)为噪声滤波器的传递函数，TNFP为噪声滤波器的噪声滤波原始参数，ESWF(s)为工程滑动窗滤波器的传递函数，nESWF为工程滑动窗滤波器的阶次，TIHPLO为改进高性能超前观测器的时间常数，s为拉普拉斯算子；
所述高频噪声功率增益计算单元的传递函数为：
其中，HFNPG(t)为高频噪声功率增益计算单元的传递函数，L-1为拉普拉斯反变换，MOV:B(s)为第二平均值运算单元的传递函数，HPF:B(s)为第二高通滤波单元的传递函数，OSHPF:B(t)为第二高通滤波输出信号过程，OSSO:B(t)为第二平方运算输出信号过程，IS:B(t)为第二输入信号，MOV:A(s)为第一平均值运算单元的传递函数，HPF:A(s)为第一高通滤波单元的传递函数，OSHPF:A(t)为第一高通滤波输出信号过程，IS:A(t)为第一输入信号，OSSO:A(t)为第一平方运算单元输出信号过程，TMT为第一平均值运算单元和第二平均值运算单元共同的平均时间，THPF为第一高通滤波单元和第二高通滤波单元共同的高通滤波时间常数，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
非线性偏差积分控制模块，用于获取预设高频噪声幅值增益，将所述预设高频噪声幅值增益及所述第二高频噪声功率增益输入至非线性偏差积分控制单元，得到积分控制信号；包括：
将所述预设高频噪声幅值增益输入至第一平方根运算单元，得到第一平方根运算信号；
将所述第二高频噪声功率增益输入至第二平方根运算单元，得到第二平方根运算信号；
所述第一平方根运算单元及所述第二平方根运算单元的传递函数为：
其中，SSRO:A(t)为第一平方根运算单元的传递函数，HFNPGC为预设高频噪声幅值增益，SSRO:B(t)为第二平方根运算单元的传递函数，HFNPG:S(t)为第二高频噪声功率增益，t为时间值；
将所述第一平方根运算信号及所述第二平方根运算信号输入至比较器，得到比较信号；
所述比较器的传递函数为：
其中，SC(t)为比较器的传递函数，SSRO:A(t)为第一平方根运算单元的传递函数，SSRO:B(t)为第二平方根运算单元的传递函数，DZC为比较器的死区，t为时间值；
获取自动跟踪-停止的输出信号，将所述比较信号、所述自动跟踪-停止的输出信号及常数1输入至积分控制器，得到积分控制信号；
所述积分控制器的传递函数为：
其中，SIC(t)为积分控制器的传递函数，TI为积分控制器的跟踪输入，OTC为积分控制器的输出跟踪控制，AT/S为自动跟踪-停止的输出信号，SC(t)为比较器的传递函数，t为时间值；
乘法器运算模块，用于将所述积分控制信号及噪声滤波原始参数输入至乘法器，得到惯性滞后时间常数给定信号；
所述乘法器的传递函数为：
NFPCV:S(t)＝SIC(t)NFPOV；
其中，NFPCV:S(t)为乘法器的传递函数，SIC(t)为积分控制器的传递函数，NFPOV为噪声滤波原始参数，t为时间值；
一阶惯性滤波器运算模块，用于将所述惯性滞后时间常数给定信号输入至第二噪声滤波器，对第二噪声滤波器进行调整，并将所述惯性滞后时间常数给定信号及所述噪声滤波原始参数输入至一阶惯性滤波器，得到噪声滤波参数控制信号；所述一阶惯性滤波器的传递函数为：
其中，FOIF(s)为一阶惯性滤波器的传递函数，TFOIF为一阶惯性滤波器的时间常数，NFPCV(t)为噪声滤波原始参数控制值，GI为一阶惯性滤波器的跟踪输入，NFPOV为噪声滤波原始参数，OGC为一阶惯性滤波器的跟踪控制，AT/S自动跟踪-停止的输出信号，L-1为拉普拉斯反变换，NFPCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制值过程，s为拉普拉斯算子，t为时间值；
改进高性能超前观测器运算模块，用于将所述改进高性能超前观测器的输入信号及所述噪声滤波参数控制信号输入至改进高性能超前观测器，得到改进高性能超前观测器的输出信号。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院，未经广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
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