反升余弦型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及信号处理技术和工业过程控制，尤其是涉及一种反升余弦型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在工业过程控制领域，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 orderinertial filter，foif)是一种大量运用的和基本的lpf，foif是一种典型的指数型的跟踪滤波机制，主要存在输出跟踪输入效率不高的问题，从提高过程控制性能的角度，需要提高lpf输出跟踪输入的性能。二阶环节在等幅振荡的条件下，输出跟踪输入的性能最高，但是实际系统通常不允许出现等幅振荡的情况。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种反升余弦型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题，能够有效避免二阶环节等幅振荡的问题，相对一阶惯性滤波器，有效提高了低通滤波输出跟踪输入的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反升余弦型最速跟踪滤波方法，包括：

3、将输入信号输入至减法器的被减数输入端，得到所述减法器输出的反馈输出信号；

4、将所述反馈输出信号输入至第一积分器，得到所述第一积分器输出的第一积分输出信号；

5、将所述第一积分输出信号输入至第二积分器，得到所述第二积分器输出的第二积分输出信号；

6、将所述第二积分输出信号输入至所述减法器的减数输入端，形成闭环反馈；

7、将所述第二积分输出信号输入至延时器，得到所述延时器输出的延时输出信号；

8、将所述第二积分输出信号和所述延时输出信号输入至加法器，得到所述加法器输出的加法输出信号；

9、将所述加法输出信号输入至比例控制器，得到所述比例控制器输出的反升余弦型最速跟踪滤波输出信号。

10、进一步地，所述第一积分器表达为：

11、

12、其中，ffi(s)为所述第一积分器的拉普拉斯传递函数；tf为最速跟踪滤波的滤波时间常数，单位为s。

13、进一步地，所述第二积分器表达为：

14、

15、其中，fsi(s)为所述第二积分器的拉普拉斯传递函数；tf为最速跟踪滤波的滤波时间常数，单位为s。

16、进一步地，所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器构成二阶振荡模块；

17、其中，所述输入信号代表所述二阶振荡模块的输入，所述第二积分输出信号代表所述二阶振荡模块的输出。

18、进一步地，所述二阶振荡模块表达为：

19、

20、其中，fsool(s)为所述二阶振荡模块的拉普拉斯传递函数；tf为最速跟踪滤波的滤波时间常数，单位为s。

21、进一步地，所述延时器表达为：

22、

23、其中，fl(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数；tf为最速跟踪滤波的滤波时间常数，单位为s。

24、进一步地，所述反升余弦型最速跟踪滤波方法表达为：

25、

26、其中，fftf(s)为反升余弦型最速跟踪滤波器的拉普拉斯传递函数；tf为最速跟踪滤波的滤波时间常数，单位为s；kp为比例控制器的增益，单位无量纲。

27、本发明还提供一种反升余弦型最速跟踪滤波装置，包括减法器、第一积分器、第二积分器、延时器、加法器和比例控制器；

28、所述减法器的输出端与所述第一积分器的输入端相连；所述第一积分器的输出端与所述第二积分器的输入端相连，所述第二积分器的输出端分别与所述减法器的减数输入端、所述加法器的第一端、所述延时器的输入端相连；所述加法器的输出端与所述比例控制器的输入端相连；

29、所述减法器用于根据输入信号和所述第二积分输出信号输出反馈输出信号，所述第一积分器用于根据所述反馈输出信号输出第一积分输出信号，所述第二积分器用于根据所述第一积分输出信号输出第二积分输出信号，所述延时器用于根据所述第二积分输出信号输出延时输出信号，所述加法器用于根据所述第二积分输出信号和所述延时输出信号输出加法输出信号，所述比例控制器用于根据所述加法输出信号输出反升余弦型最速跟踪滤波输出信号。

30、本发明还提供一种终端设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法。

31、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法。

32、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

33、本发明提供了一种反升余弦型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：将输入信号输入至减法器的被减数输入端，得到减法器输出的反馈输出信号；将反馈输出信号输入至第一积分器，得到第一积分器输出的第一积分输出信号；将第一积分输出信号输入至第二积分器，得到第二积分器输出的第二积分输出信号；将第二积分输出信号输入至减法器的减数输入端，形成闭环反馈；将第二积分输出信号输入至延时器，得到延时器输出的延时输出信号；将第二积分输出信号和延时输出信号输入至加法器，得到加法器输出的加法输出信号；将加法输出信号输入至比例控制器，得到比例控制器输出的反升余弦型最速跟踪滤波输出信号。本发明能够有效避免二阶环节等幅振荡的问题，相对一阶惯性滤波器，有效提高了低通滤波输出跟踪输入的性能。

技术特征：

1.一种反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述第一积分器表达为：

3.根据权利要求1所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述第二积分器表达为：

4.根据权利要求1所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器构成二阶振荡模块；

5.根据权利要求4所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述二阶振荡模块表达为：

6.根据权利要求1所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述延时器表达为：

7.根据权利要求1所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法，其特征在于，所述反升余弦型最速跟踪滤波方法表达为：

8.一种反升余弦型最速跟踪滤波装置，其特征在于，包括减法器、第一积分器、第二积分器、延时器、加法器和比例控制器；

9.一种终端设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的反升余弦型最速跟踪滤波方法。

技术总结
本发明提供一种反升余弦型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：将输入信号输入至减法器的被减数输入端，得到反馈输出信号；将反馈输出信号输入至第一积分器，得到第一积分输出信号；将第一积分输出信号输入至第二积分器，得到第二积分输出信号；将第二积分输出信号输入至减法器的减数输入端，形成闭环反馈；将第二积分输出信号输入至延时器，得到延时输出信号；将第二积分输出信号和延时输出信号输入至加法器，得到加法输出信号；将加法输出信号输入至比例控制器，得到反升余弦型最速跟踪滤波输出信号。本发明能够有效避免二阶环节等幅振荡的问题，有效提高了低通滤波输出跟踪输入的性能。

技术研发人员：赵兵,陈锦攀
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