控制回路振蕩傳播分析與診斷.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)過程日趨大規(guī)模高集成度，一般的石油化工過程往往包含成百上千的控制回路，由于這些控制回路通過物料，熱量，反饋作用等相互影響，由設(shè)備故障和外部擾動等引起的振蕩極易在回路間傳播，形成廠級振蕩，對生產(chǎn)操作平穩(wěn)性和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。如何自動化地檢測到振蕩并追蹤振蕩在回路間的傳播，最終定位振蕩源并消除故障對控制性能和能源利用率的提高有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.針對多頻率振蕩檢測的難點，提出了利用頻域濾波的

2、自相關(guān)函數(shù)規(guī)律性檢測方法，通過功率譜分析，將振蕩頻率分離后分別由單個譜峰的功率譜估算自相關(guān)函數(shù)，并根據(jù)其周期規(guī)律性判斷振蕩發(fā)生與否。此方法能檢測到多周期振蕩，且根據(jù)需要濾掉低頻干擾，提高了根據(jù)功率譜分析信號相似程度的準(zhǔn)確性。最后通過仿真過程和TE Benchmark實驗對比分析了多種振蕩檢測方法的優(yōu)缺點。
　　 2.提出了利用符號轉(zhuǎn)移熵估計回路間因果關(guān)系的方法，以此推理振蕩在回路間的傳播關(guān)系，在保證結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下大大減小計算

3、量。并對比利用互相關(guān)函數(shù)估算時滯的振蕩傳播分析方法，以及利用轉(zhuǎn)移熵判定因果關(guān)系的方法，利用TE Benchmark實驗驗證了各種方法的有效性。
　　 3.對比分析了多種振蕩源定位方法，包括利用信號功率譜矩陣主元分析后的得分向量間的歐式夾角代表功率譜的相似性，根據(jù)相似性由小到大的順序生成譜分類樹;利用功率譜包絡(luò)的估算結(jié)果計算振蕩因子，振蕩因子越大的頻率越接近廠級主要振蕩頻率;利用功率譜矩陣非負(fù)矩陣分解的結(jié)果計算每個振蕩元強度系數(shù)，