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準(zhǔn)確區(qū)分傳感器突變信號產(chǎn)生的原因,

閱讀:3035      發(fā)布時間:2009-12-23
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        為了準(zhǔn)確區(qū)分傳感器突變信號產(chǎn)生的原因,提出了基于數(shù)學(xué)模型的小波頻帶分析法.針對工業(yè)流程中的測控系統(tǒng),分析了輸出突變信號的頻率組成與突變原因的關(guān)系.用小波頻帶分析技術(shù),將高低頻信號分離,并進(jìn)行能量統(tǒng)計,根據(jù)高低頻信號能量比例的變化,判斷出突變信號產(chǎn)生的原因.經(jīng)典型控制系統(tǒng)的計算機仿真和恒壓供水系統(tǒng)實驗結(jié)果表明,該方法能夠有效地診斷出傳感器是否發(fā)生故障.
關(guān)鍵詞:在線傳感器;突變信號分析;高低頻分量;小波頻帶分析
    在測控系統(tǒng)中,傳感器的輸出信號受多種因素的影響,常發(fā)生突變.這些突變點數(shù)值包含有重要的故障信息,準(zhǔn)確捕捉并區(qū)分導(dǎo)致這些突變點產(chǎn)生的原因,是傳感器故障診斷的關(guān)鍵.文獻(xiàn)僅依賴于傳感器的輸出時間序列來診斷傳感器的故障,把傳感器輸出信號的突變都?xì)w結(jié)于傳感器的故障.文獻(xiàn)的做法是對控制系統(tǒng)的輸入和輸出信號分別進(jìn)行小波變換,當(dāng)小波函數(shù)可看作某一平滑函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)時,信號的突變點對應(yīng)于其小波變換的模極大值,由此檢測突變點,并產(chǎn)生殘差序列和分析傳感器故障,并認(rèn)為傳感器輸出信號的突變是由于傳感器的故障或系統(tǒng)輸入信號的突變引起的.事實上,引起傳感器輸出信號突變的原因很多,除了系統(tǒng)輸入突變和傳感器本身的故障之外,還有過程擾動、執(zhí)行器故障、控制器故障、被控對象及外部電磁場干擾等.在實際應(yīng)用中,上述傳感器故障診斷方法具有一定的局限性.通常,在工業(yè)過程控制中,被控對象的時間常數(shù)較大,不能響應(yīng)突變信號中的高頻分量.作者基于小波變換的頻帶分析技術(shù),探討分析導(dǎo)致傳感器輸出信號發(fā)生突變的原因,為在線傳感器的故障診斷與性能評估提供一種實用的分析方法.

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