基于系統數學(xué)模型的小波頻帶分析與檢測傳感器突變信號的方法
在測控系統中，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(diǎn)數值包含有重要的故障信息，準確捕捉并區分導致這些突變點(diǎn)產(chǎn)生的原因，是傳感器故障診斷的關(guān)鍵．文獻僅依賴(lài)于傳感器的輸出時(shí)間序列來(lái)診斷傳感器的故障，把傳感器輸出信號的突變都歸結于傳感器的故障．文獻的做法是對控制系統的輸入和輸出信號分別進(jìn)行小波變換，當小波函數可看作某一平滑函數的一階導數時(shí)，信號的突變點(diǎn)對應于其小波變換的模極大值，由此檢測突變點(diǎn)，并產(chǎn)生殘差序列和分析傳感器故障，并認為傳感器輸出信號的突變是由于傳感器的故障或系統輸入信號的突變引起的。事實(shí)上，引起傳感器輸出信號突變的原因很多，除了系統輸入突變和傳感器本身的故障之外，還有過(guò)程擾動(dòng)、執行器故障、控制器故障、被控對象及外部電磁場(chǎng)干擾等。在實(shí)際應用中，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(guò)程控制中，被控對象的時(shí)間常數較大，不能響應突變信號中的高頻分量．基于小波變換的頻帶分析技術(shù)，探討分析導致傳感器輸出信號發(fā)生突變的原因，為在線(xiàn)傳感器的故障診斷與性能評估提供一種實(shí)用的分析方法．
1、突變信號的產(chǎn)生及特征分析
典型控制系統一般由控制器（Gc（s））、執行器（Gv（s））、被控對象（Go（g），Gd（s））和傳感器（（Gm（s））4個(gè)部分組成，其框圖如圖l所示．
圖中X（s）為傳感器輸出（即控制系統被控參數的測量值）。
一般工業(yè)過(guò)程中的大多數被控對象動(dòng)態(tài)特性的時(shí)間常數較大，為了保證快速不失真地檢測其輸出信號，傳感器動(dòng)態(tài)特性的時(shí)間常數相對較�。�
系統（傳感器）的突變信號是指其輸出幅值和頻率突然以較大的速率增大或減小，且二者相互依從。
1．1由輸入R（s）引起的突變
在圖1中，設
其對數頻率特性曲線(xiàn)如圖2所示。
由曲線(xiàn)可得該組合環(huán)節的截止頻率ωc≈1 Hz．
曲線(xiàn)高頻段（ω》100ωc的區段）的特性由Gc（s），Gv（s），Go（s）中較小的時(shí)間常數決定，由于遠離ωc，且以較大的斜率向-∞dB方向衰減，反映出該組合環(huán)節的低通濾波特性，形成了系統對輸入信號中的高頻分量不能響應的特點(diǎn)。高頻段的特點(diǎn)對系統瞬態(tài)性能影響較小，但反映時(shí)域響應不可能階躍變化。因而有延遲時(shí)間存在．高頻段直接反映了系統對輸入信號中的高頻分量的抑制能力，其分貝值越低，抑制能力越強。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持
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