[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

说明书

本发明提供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及系统，利用信号中含有的噪声干扰信号完成高频噪声功率增益的在线计算，在实际过程信号中普遍含有高频噪声干扰信号，通过将所述改进高性能超前观测器的高频噪声功率增益自动跟踪控制到预设数的高频噪声功率增益给定，将所述改进高性能超前观测器的性能控制在最佳的状态下，并且对所述改进高性能超前观测器的在线工作影响较小。

技术领域

本发明涉及火电机组过程控制技术领域，特别是涉及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及系统。

背景技术

在火电机组过程控制领域，运用超前观测能够获取过程响应的提前信息，对于提高过程控制性能具有重要意义。2019年，《自动化学报》在中国知网优先出版论文“在工业过程控制领域:基础控制技术的进展与展望”简称“所述文献”发布了一种高性能超前观测器(High performance leading observer，HPLO)，在超前观测机制上有所突破。所述高性能超前观测器可以单独运用。然而，超前观测存在噪声干扰放大的问题，主要是高频噪声干扰放大。在高频噪声干扰水平较高时，例如高频噪声功率增益(High frequency noise powergain，HFNPG)较高，会对所述高性能超前观测器的输出信号造成严重的干扰，甚至造成所述高性能超前观测器不能正常工作。在工程中，首先需要解决所述高性能超前观测器的高频噪声功率增益的在线控制问题。在很大程度上，所述高性能超前观测器的高频噪声功率增益代表了所高性能超前观测器的高频噪声干扰水平。另外，所述高性能超前观测器存在结构相对复杂的问题，需要进行工程改进，即改进高性能超前观测器(Improved highperformance leading observer，IHPLO)。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了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及系统，利用信号中含有的噪声干扰信号完成高频噪声功率增益的在线计算，在实际过程信号中普遍含有高频噪声干扰信号，通过将所述改进高性能超前观测器即IHPLO的高频噪声功率增益自动跟踪控制到预设数的高频噪声功率增益给定(Highfrequency noise power gain given，HFNPGG)，将所述IHPLO的性能控制在最佳的状态下，并且对所述IHPLO的在线工作影响较小。所述改进高性能超前观测器用于火电机组的给水流量过程响应的超前观测。

本发明第一方面提供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，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；

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；

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；

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；

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；

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。

进一步地，所述改进高性能超前观测器的传递函数为：