工業(yè)控制回路非線性檢測研究.pdf

1、振蕩現(xiàn)象是工業(yè)過程控制回路的控制性能惡化的顯著形式，其存在會造成工業(yè)生產(chǎn)的能耗增加，產(chǎn)品質(zhì)量降低，設(shè)備加劇老化以及安全隱患增多等后果，嚴(yán)重影響工廠的經(jīng)濟(jì)效益。在引發(fā)振蕩現(xiàn)象的眾多原因中，控制回路中的非線性環(huán)節(jié)，尤其是執(zhí)行閥的粘滯特性較為常見。關(guān)于單個控制回路的非線性檢測已經(jīng)有了一定的研究基礎(chǔ)，此類方法大多假設(shè)回路中不存在外加的振蕩擾動，特別是非正弦的擾動。然而，在實際工業(yè)過程中，非線性產(chǎn)生的振蕩信號往往會隨著回路間的耦合作用傳播到其他回

2、路中，使得本身控制性能良好的控制回路中也出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。在這種情況下，現(xiàn)有的非線性檢測技術(shù)無法準(zhǔn)確地對振蕩成因進(jìn)行辨別。本文著眼于非線性成因的振蕩診斷，圍繞診斷流程中的控制回路非線性檢測以及多回路非線性振蕩源定位等問題，進(jìn)行了如下研究:
　　1.提出了一種面向振蕩診斷的非線性檢測框架，檢測振蕩信號中的非線性特征，定位非線性振蕩源所在控制回路，并確定非線性的位置、類型和程度。
　　2.提出了一種基于改進(jìn)倒雙譜的非線性檢測方法。通

3、過提出一種改進(jìn)倒雙譜的定義，克服了傳統(tǒng)倒雙譜估計量的缺陷，通過引入一組參考輸入信號，彌補(bǔ)了基于倒雙譜的檢測方法的不足。本方法相比于現(xiàn)有非線性檢測方法，對被測數(shù)據(jù)長度依賴性較小，對程度較弱的非線性敏感度較高。同時，本文提出利用改進(jìn)倒雙譜檢測指標(biāo)作為非線性特性指標(biāo)對回路進(jìn)行排序，從而確定非線性振蕩源。
　　3.提出了一種基于PSI的非線性振蕩源定位方法。本方法利用變量間交叉譜的平均相位斜率來衡量變量間時間超前滯后關(guān)系，通過計算相位斜率