一种最速跟踪微分装置、方法及存储介质与流程

本发明涉及工业过程控制领域，尤其涉及一种最速跟踪微分装置、方法及存储介质。

背景技术：

1、在工业过程控制领域，特别在火电机组过程控制，过程信号中普遍存在高频噪声干扰，经常需要采用低通滤波器(low pass filters，lpf)滤除高频噪声干扰，其中一阶惯性滤波器(first order inertial filter，foif)是一种大量运用基本lpf，foif是一种典型的指数型的跟踪滤波机制，主普遍存在输出跟踪输入效率不高的问题。由于理想微分器再物理上不可实现，而常用微分器是一种基于foif的跟踪微分器，因此常用微分器同样存在微分输出跟踪输入效率不高的问题。因此，亟需一种最速跟踪微分策略，从跟踪机制上取得突破，从而解决当前微分器的输出跟踪输入微分效率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种最速跟踪微分装置、方法及存储介质，以提高输出跟踪输入微分效率。

2、为了解决上述问题，本发明一实施例提供一种最速跟踪微分装置，包括：减法器、第一积分器、第二积分器、延时器和加法器；

3、所述减法器，用于对输入信号和所述第二积分器输出的第二积分信号进行减法运算，输出反馈信号；

4、所述第一积分器，用于对所述反馈信号进行积分，输出第一积分信号；

5、所述第二积分器，用于对所述第一积分信号进行积分，输出第二积分信号；

6、所述延时器，用于对所述第一积分信号进行延时操作；

7、所述加法器，用于对所述反馈信号和进行延时操作后的第一积分输出信号进行加法运算，输出与所述输入信号对应的最速跟踪微分信号。

8、作为上述方案的改进，所述输入信号为火电机组的过热蒸汽温度过程信号。

9、作为上述方案的改进，所述第一积分器，用于对所述反馈信号进行积分，输出第一积分信号，包括：

10、所述第一积分器在接收到反馈信号后，根据预设的第一积分函数进行积分，获得第一积分信号；其中，所述预设的第一积分函数，具体为：

11、

12、式中，ffi(s)为所述第一积分器的拉普拉斯传递函数；tft为最速跟踪时间常数，单位为s。

13、作为上述方案的改进，所述第二积分器，用于对所述第一积分信号进行积分，输出第二积分信号，包括：

14、所述第二积分器所在接收到第一积分信号后，根据预设的第二积分函数进行积分，获得第二积分信号；其中，所述预设的第二积分函数，具体为：

15、

16、式中，ffi(s)为所述第二积分器的拉普拉斯传递函数；tft为最速跟踪时间常数，单位为s。

17、作为上述方案的改进，所述延时器，用于对所述第一积分信号进行延时操作，包括：

18、所述延时器在接收到所述第一积分信号后，根据预设的延时函数，对所述第一积分信号进行延时操作，获得延时后的第一积分信号；其中，所述预设的延时函数，具体为：

19、

20、式中，fl(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数；tft为最速跟踪时间常数，单位为s。

21、相应的，本发明一实施例还提供了一种最速跟踪微分方法，包括：

22、获取目标火电机组控制过程的过程信号；其中，过程信号作为所述最速跟踪微分装置的输入信号；

23、将所述输入信号输入至如本发明所述的最速跟踪微分装置，获得所述目标火电机组控制过程的过程信号对应的最速跟踪微分输出信号。

24、作为上述方案的改进，所述输入信号具体为过热蒸汽温度过程信号。

25、作为上述方案的改进，所述最速跟踪微分装置在接收到输入信号后，根据预设的传递函数，对所述输入信号进行微分，获得与输入信号对应的微分过程输出信号；其中，所述预设的传递函数，具体为：

26、

27、式中，ftfd(s)为所述最速跟踪微分装置的拉普拉斯传递函数；tft为最速跟踪时间常数，单位为s。

28、相应地，本发明一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如本发明所述的最速跟踪微分方法

29、由上可见，本发明具有如下有益效果：

30、本发明提供了一种最速跟踪微分装置，通过减法器将输入信号与第二积分信号进行减法运算，获得输出反馈信号，通过第一积分器对反馈信号进行积分处理，获得第一积分信号，通过第二积分器对第一积分信号进行积分处理，获得第二积分信号，通过延时器对第一积分信号进行延时操作，并通过加法器对进行延时操作后的第一积分输出信号和反馈信号进行加法运算，最后输出与所述输入信号对应的最速跟踪微分信号。本发明通过对输入信号进行减法运算和两次积分，并将两次积分后的结果反馈于减法器进行针对输入信号的减法运算，并在输入信号进行减法运算和一次积分进行延时，并基于接收到反馈后的减法运算结果和延时后的一次积分运算结果，进行加法运算，完成了输入信号的微分输出到输入的最速跟踪。相较于基于一阶惯性滤波器构造的跟踪微分器，最速跟踪微分器过程输出的截止速度显著提高，微分跟踪性能明显提升，实现了微分跟踪机制从指数型跟踪机制到最速跟踪机制的突破。

技术特征：

1.一种最速跟踪微分装置，其特征在于，包括：减法器、第一积分器、第二积分器、延时器和加法器；

2.根据权利要求1所述的最速跟踪微分装置，其特征在于，所述输入信号为火电机组的过热蒸汽温度过程信号。

3.根据权利要求1所述的最速跟踪微分装置，其特征在于，所述第一积分器，用于对所述反馈信号进行积分，输出第一积分信号，包括：

4.根据权利要求1所述的最速跟踪微分装置，其特征在于，所述第二积分器，用于对所述第一积分信号进行积分，输出第二积分信号，包括：

5.根据权利要求1所述的最速跟踪微分装置，其特征在于，所述延时器，用于对所述第一积分信号进行延时操作，包括：

6.一种最速跟踪微分方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的最速跟踪微分方法，其特征在于，所述输入信号具体为过热蒸汽温度过程信号。

8.根据权利要求6所述的最速跟踪微分方法，其特征在于，所述最速跟踪微分装置在接收到输入信号后，根据预设的传递函数，对所述输入信号进行微分，获得与输入信号对应的微分过程输出信号；其中，所述预设的传递函数，具体为：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求6至8中任意一项所述的最速跟踪微分方法。

技术总结
本发明公开了一种最速跟踪微分装置、方法及存储介质，通过减法器将输入信号与第二积分信号进行减法运算，获得输出反馈信号，通过第一积分器对反馈信号进行积分处理，获得第一积分信号，通过第二积分器对第一积分信号进行积分处理，获得第二积分信号，通过延时器对第一积分信号进行延时操作，并通过加法器对进行延时操作后的第一积分输出信号和反馈信号进行加法运算，最后输出与所述输入信号对应的最速跟踪微分信号。本发明基于接收到反馈后的减法运算结果和延时后的一次积分运算结果，进行加法运算，完成了输入信号的微分输出到输入的最速跟踪。相较于基于一阶惯性滤波器构造的跟踪微分器，最速跟踪微分器的微分跟踪性能明显提升。

技术研发人员：陈锦攀,李军
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13