當(dāng)前位置:全球供應(yīng)網(wǎng) > 技術(shù)中心 > 所有分類
作 者: | 陳晶 吳勝昔 顧幸生 |
摘 要: | 火電廠生產(chǎn)流程中使用了大量流量計(jì)。由于工況的復(fù)雜性,工質(zhì)流量數(shù)據(jù)特征呈現(xiàn)高度的非線性和時(shí)變性,給生產(chǎn)系統(tǒng)的監(jiān)測與控制造成了不可忽視的影響,而現(xiàn)行的常規(guī)數(shù)據(jù)處理方法難以滿足系統(tǒng)的要求?;谡`差分布的數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中的需求,構(gòu)造了種針對火電廠流量計(jì)數(shù)據(jù)特性的有效數(shù)據(jù)處理模型,可以實(shí)時(shí)提取數(shù)據(jù)特征,并自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)情況對模型即時(shí)調(diào)整。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該數(shù)據(jù)處理算法對于電廠的流量數(shù)據(jù)處理比其他算法更加有效。 |
關(guān)鍵字: | 火電廠 流量計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì) 數(shù)據(jù)融合 |
火電廠生產(chǎn)流程中使用了大量不同型號(hào)的測量儀表,這些儀表在測量原理、精度、數(shù)據(jù)的重要程度等方面各不相同。從經(jīng)濟(jì)成本與效益核算的角度考量,無法對所有待測對象都使用高品質(zhì)、長壽命的儀表,也無法使用多臺(tái)儀表同時(shí)測量。根據(jù)測量對象的重要程度和測量環(huán)境的惡劣程度,配備不同個(gè)數(shù)和型號(hào)的測量儀,這就使測量過程中各類數(shù)據(jù)呈現(xiàn)參差不齊的品質(zhì),摻雜著原因繁多的誤差信號(hào),對電廠運(yùn)行人員的日常監(jiān)視與操作造成了不可忽略的影響,有些情況嚴(yán)重的誤差甚至?xí)l(fā)系統(tǒng)連鎖誤動(dòng)作,造成重大生產(chǎn)事故。對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?,濾除掩蓋真值的高頻波動(dòng)以及對同測點(diǎn)不同組數(shù)據(jù)進(jìn)行合理融合,可以彌補(bǔ)硬件設(shè)備性能的缺陷,為控制系統(tǒng)提供更高品質(zhì)的現(xiàn)場狀態(tài)信息,為高精度協(xié)調(diào)控制奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。電廠實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)特征呈現(xiàn)高度的時(shí)變性和非線性,現(xiàn)行常用的數(shù)據(jù)在線處理算法由于難以快速把握時(shí)變的數(shù)據(jù)特征,難以滿足電廠控制系統(tǒng)的需求。 本文以電廠數(shù)據(jù)特征為基礎(chǔ),構(gòu)造了個(gè)數(shù)據(jù)處理模型:快速適應(yīng)并準(zhǔn)確估計(jì)當(dāng)前數(shù)據(jù)的特征;根據(jù)數(shù)據(jù)特征對高頻波動(dòng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臑V除,并將不同數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,融合過程中定量地剔除離群較大值。模型構(gòu)造的著重點(diǎn)在于對數(shù)據(jù)特征快速準(zhǔn)確的估計(jì)。 1 生產(chǎn)控制系統(tǒng)及測量數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 火電廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)是典型的大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng),其特征為: (1)系統(tǒng)龐大復(fù)雜,且非完整的套系統(tǒng),通常由幾大系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作,系統(tǒng)間通過通訊接口互傳少量關(guān)鍵信息; (2)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)狀態(tài)變量變化平滑緩慢,呈現(xiàn)大遲滯特性; (3)大部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用邏輯門組合判斷方式調(diào)節(jié),系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律呈現(xiàn)高度非線性; (4)現(xiàn)場工況復(fù)雜,干擾因素眾多,實(shí)際數(shù)據(jù)特性與先驗(yàn)值或理論值存在較大差距; (5)系統(tǒng)可控設(shè)備數(shù)量眾多,每套設(shè)備都有不同的自身特性。 現(xiàn)場測量對象很多,如流量、溫度、水位、壓力等,本文主要針對流量計(jì)采入的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理?,F(xiàn)場流量測量對象有水流、油流、蒸汽流等,每種工質(zhì)各自具有不同的穩(wěn)、暫態(tài)特性,但存在如下共同特點(diǎn): (1)多數(shù)流量的真值呈現(xiàn)低頻非線性變化特性,少數(shù)保持固定值基本不變; (2)重要的流量測量過程采用多個(gè)同型傳感器同時(shí)測量; (3)同待測對象的各種同型傳感器的實(shí)際測量誤差表現(xiàn)常常與標(biāo)稱等級(jí)不符,并且常常隨工況改變而發(fā)生相應(yīng)變化[2]; (4)測量值的誤差通常包括:電信號(hào)生成與傳遞時(shí)由于電荷布朗運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)的噪聲,常規(guī)復(fù)雜工況引起傳感器工作不穩(wěn)定,偶然發(fā)生且無法預(yù)知的較強(qiáng)擾動(dòng)。以上各種誤差的疊加呈現(xiàn)近似的高斯分布,也有極少數(shù)呈現(xiàn)其他類型的分布。 2 常用數(shù)據(jù)處理方法及其局限 電廠控制系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)的濾波和多傳感器數(shù)據(jù)的融合2個(gè)環(huán)節(jié)。 濾波環(huán)節(jié)常使用的是階滯后濾波法,也叫階時(shí)延濾波法。其公式為: 其中:TS為算法固定常數(shù),T1為可調(diào)時(shí)延常數(shù)。該算法在當(dāng)前電站控制系統(tǒng)中十分常用,如西門子新電站控制系統(tǒng)SPPA2T3000中所有監(jiān)測模塊都集成有該算法,時(shí)延常數(shù)T1人為設(shè)定。該算法公式簡易,計(jì)算量小。但T1的設(shè)定依賴待測對象的特點(diǎn),過小不能有效濾除波動(dòng),過大則滯后明顯,靈敏度低。 另外,小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器是現(xiàn)行的無先驗(yàn)信息支持的濾波器中理論性較完備且適用廣泛的種典型的自適應(yīng)濾波器[3]。它使得濾波器的輸出信號(hào)與期望響應(yīng)之間誤差的均方值小,因此稱為小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器。構(gòu)成自適應(yīng)數(shù)字濾波器的基本部件是自適應(yīng)線性組合器。設(shè)線性組合器的M個(gè)輸入為x(k-1),⋯,x(k-M),其輸出y(k)是這些輸入加權(quán)后的線性組合,即: 權(quán)系數(shù)向量Wi用梯度法求得優(yōu)值[4]。該算法有較強(qiáng)的適應(yīng)性,但階數(shù)M的取值在定程度上仍依賴測量對象的波動(dòng)情況。當(dāng)M大時(shí),適合隨機(jī)波動(dòng)大但理想真值基本穩(wěn)定的系統(tǒng),但過大會(huì)占用較多系統(tǒng)資源;當(dāng)M小時(shí),適合隨機(jī)波動(dòng)小但理想真值變化較快的系統(tǒng),但過小則算法輸出相當(dāng)不穩(wěn)定。 其他常用方法有限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、中位值平均濾波法、限幅平均濾波法及加權(quán)遞推平均濾波法等。這些算法的共同點(diǎn)和階滯后濾波類似,計(jì)算簡潔,不占系統(tǒng)空間,缺點(diǎn)是對于不同特點(diǎn)的高頻誤差需要設(shè)定不同的參數(shù),通用性較差。 在數(shù)據(jù)融合環(huán)節(jié),恰當(dāng)?shù)娜诤峡梢蕴岣邤?shù)據(jù)的精確性。精確性分為精密性和準(zhǔn)確性,精密性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的波動(dòng)程度,衡量指標(biāo)通常用誤差的標(biāo)準(zhǔn)差σ;準(zhǔn)確性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的理想值相對真值偏移(漂移)的程度,衡量指標(biāo)通常用數(shù)據(jù)期望μ。由于標(biāo)稱的測量值不可靠,需要對誤差標(biāo)準(zhǔn)差做即時(shí)的估計(jì)。目前無論是使用廣泛的貝塞爾公式估計(jì)法還是其他數(shù)字方法,幾乎都是利用采樣規(guī)模為n的滑動(dòng)窗采樣數(shù)據(jù)的樣本作為當(dāng)前信號(hào)的總體標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)的來源[2,5-6],即時(shí)估計(jì)效果不是很理想。通常的融合算法較多關(guān)注數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,權(quán)重般由數(shù)據(jù)相互支持度算得[7-8],并且需要按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定閾值[9],這類算法對于剔除漂移值較有效。 綜上所述,電廠數(shù)據(jù)處理模型的設(shè)計(jì)存在以下困難: (1)濾波環(huán)節(jié)。無法列出系統(tǒng)確切的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和系統(tǒng)輸入向量。基于系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)特性的數(shù)據(jù)預(yù)處理算法(如卡爾曼濾波及其改進(jìn)算法)難以運(yùn)用到本課題研究的工況[10]?,F(xiàn)行多數(shù)基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的算法中,對于不同的監(jiān)測對象,需要在處或多處設(shè)定不同的算法參數(shù),當(dāng)同監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)特征發(fā)生變化時(shí),算法參數(shù)也需要做相應(yīng)調(diào)整?,F(xiàn)場眾多的監(jiān)測對象以及復(fù)雜的工況使得設(shè)定系數(shù)成為工作量很大且技術(shù)性較強(qiáng)的工作。 (2)數(shù)據(jù)融合環(huán)節(jié)。流量計(jì)先驗(yàn)標(biāo)稱值(如誤差等級(jí))不可靠,且數(shù)據(jù)特征呈現(xiàn)難以預(yù)見的時(shí)變性,這些特點(diǎn)對算法的快速反應(yīng)能力提出了很高的要求?,F(xiàn)行算法難以快速準(zhǔn)確地提取融合環(huán)節(jié)所需要的數(shù)據(jù)特征,尤其是靈敏性和抗干擾性難以兼得。 3 有效數(shù)據(jù)處理模型的建立 本文基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理,結(jié)合電廠控制系統(tǒng)與流量計(jì)數(shù)據(jù)特點(diǎn),建立個(gè)較有效的處理算法。算法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析以及對數(shù)據(jù)特征迅速而較準(zhǔn)確的提取,并構(gòu)造個(gè)可根據(jù)數(shù)據(jù)的瞬態(tài)特性實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)、具有廣泛適應(yīng)性的數(shù)據(jù)處理模型。 (1)對每臺(tái)儀表的誤差標(biāo)準(zhǔn)差σ和數(shù)據(jù)期望μ即時(shí)估計(jì),以估計(jì)值作為濾波器輸出; (2)對濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)融合,權(quán)重根據(jù)估計(jì)值和動(dòng)態(tài)調(diào)整。 結(jié)合電廠數(shù)據(jù)的誤差特性,算法模型可以基于高斯分布的統(tǒng)計(jì)量特征進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先是對μ和σ估值。由于數(shù)據(jù)具有時(shí)變性,即采樣序列中存在序列相關(guān)分量,本文中μ僅表示當(dāng)前時(shí)刻下采樣數(shù)據(jù)的期望,前時(shí)刻可能不同于后時(shí)刻。同樣,σ也如此。μ和σ都是數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征,利用經(jīng)典的貝塞爾公式需要大量或者至少定規(guī)模的采樣值才可以較準(zhǔn)確的估算出來,這對于μ和σ恒定的情況比較有效,當(dāng)兩個(gè)指標(biāo)均隨工況動(dòng)態(tài)改變時(shí),很難達(dá)到理想效果。貝塞爾公式中采樣點(diǎn)數(shù)n的選取難以確定,n較小時(shí)估算值波動(dòng)較大;n較大時(shí)系統(tǒng)占用系統(tǒng)資源較多,且由于信號(hào)序列中相關(guān)分量的累積影響導(dǎo)致遲滯嚴(yán)重;n取適中某值時(shí),兩種缺點(diǎn)并存。 對于μ和σ均時(shí)變情況下σ的估算,本文采用種簡單有效的間接方法:設(shè)某時(shí)刻與前時(shí)刻采樣值分別為Xk與Xk-1,均近似服從高斯分布。由于誤差波動(dòng)的頻率與真值變化的頻率相差至少3個(gè)數(shù)量級(jí)(根據(jù)現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn)),即序列相關(guān)分量在相鄰采樣點(diǎn)之間的影響因素在千分之以下,Xk與Xk-1可以按相互考慮。令d=Xk-Xk-1,d服從N(0,2σ2)分布,,對于d的或然誤差ρd有下式: 信號(hào)的隨機(jī)分布曲線中,平行于縱軸、與分布中心μ距離為ρ的左右兩條直線將分布曲線包圍的面積分為三部分,信號(hào)在[μ-ρ,μ+ρ]及該區(qū)間以外的概率各為50%,ρ稱為或然誤差。如果分布類型為高斯分布,則有ρ=0.675σ。即:只要估算出ρd便可推出σ,由于d的期望為零,比直接估算σ難度大大降低。由于d的分布關(guān)于縱軸對稱,可以只考慮正半?yún)^(qū)間(實(shí)際操作時(shí)將d取值后處理)。設(shè)ρ的估值為當(dāng) ≠ρ時(shí),被分隔的兩部分面積不相等,誤差落入兩個(gè)區(qū)域的概率也不同。如果給予當(dāng)前產(chǎn)生的dk個(gè)適當(dāng)?shù)臋?quán)重作為的修正項(xiàng),使向dk落入的那個(gè)區(qū)域方向移動(dòng),由統(tǒng)計(jì)學(xué)特性可知,通過不斷的迭代修正,將依概率逼近ρ,并具備無偏估計(jì)的優(yōu)良特性。 算法初始時(shí)通過貝塞爾公式得到初始估值之后每次采樣通過對dk和的特征提取對其進(jìn)行修正,修正算法如下: 式中的不等式項(xiàng)為布爾項(xiàng),當(dāng)不等式成立時(shí)該項(xiàng)為1,否則為0。 為正、負(fù)向修正項(xiàng),修正公式初步設(shè)計(jì)如下: 為了保持公式的結(jié)構(gòu)性,式(6)、式(7)未化為簡式。 正、負(fù)向修正項(xiàng)均采用指數(shù)函數(shù)架構(gòu)修正權(quán)重。先將當(dāng)前采入量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,獲得相對增量,然后代入負(fù)指數(shù)函數(shù)計(jì)算出修正權(quán)重,使快速且平穩(wěn)地逼近ρdk。采用指數(shù)函數(shù)架構(gòu)的目的是使修正環(huán)節(jié)定量忽略掉明顯的離群值,以保障算法的穩(wěn)健性。標(biāo)準(zhǔn)化處理的目的是使修正公式的性能基本不受信號(hào)具體值大小的影響。正、負(fù)向修正項(xiàng)系數(shù)不唯,但需要配套,即保證兩個(gè)方向的修正強(qiáng)度相平衡。當(dāng)修正系數(shù)較大時(shí),調(diào)節(jié)力度明顯,靈敏度高,但波動(dòng)較大;當(dāng)修正系數(shù)較小時(shí),調(diào)節(jié)力度微弱,波動(dòng)較小,但靈敏度低。當(dāng)ρdk發(fā)生較大改變時(shí),可能導(dǎo)致修正環(huán)節(jié)過于遲緩,發(fā)生估值器跟蹤失敗。為了解決上述矛盾,模型將修正系數(shù)定為較小值,同時(shí)在式(6)、式(7)中添加“跟蹤因子”。當(dāng)ρdk顯著改變時(shí),該因子可以迅速加大修正幅度,實(shí)現(xiàn)估算的靈敏性。定義跟蹤因子為Td,具體算法如下:
R為右移跟蹤參數(shù),L為左移跟蹤參數(shù),算法初始時(shí)Td不起作用,所以R和L初值分別設(shè)為1。當(dāng)明顯偏小時(shí),Td將以幾何級(jí)數(shù)迅速增大,反之迅速縮小。其中系數(shù)的設(shè)定沒有特別的技巧,起增大作用的系數(shù)大于1,起縮小作用的系數(shù)為0~1即可。實(shí)驗(yàn)確定當(dāng)系數(shù)分別為1.2和0.6時(shí)跟蹤性能普遍較好。同時(shí)鑒于幾何級(jí)數(shù)爆炸式的膨脹特性,為了防止Td發(fā)生過激變化而產(chǎn)生系數(shù)的振蕩,R和L都設(shè)定個(gè)小于1的正值作為下限,例如設(shè)為0.2,以限制幾何級(jí)數(shù)過分作用。 當(dāng)ρdk顯著變化時(shí),跟蹤因子可以使快速追蹤。但當(dāng)μk發(fā)生明顯改變時(shí),dk的分布由正態(tài)變?yōu)槠珣B(tài),偏離程度與μ的變化速率正相關(guān),此時(shí)式(3)不再成立,而跟蹤因子將會(huì)誤以為ρdk增大而做出誤判斷。所以在式(6)、(7)中引入因子Td的同時(shí),還要引入“誤判抑制因子”Pd。
真值顯著變化的過程中,相鄰采樣點(diǎn)的間距|dk-1|出現(xiàn)高值的概率顯著增加,導(dǎo)致算法誤判斷為標(biāo)準(zhǔn)差增大而使跟蹤因子Td迅速增長,而Pd則能識(shí)別出這種情況,并以相應(yīng)的強(qiáng)度予以抑制。式中常系數(shù)為遺忘因子,使Pd只體現(xiàn)近段時(shí)間μ的變化趨勢;UP為上升趨勢參數(shù);DN為下降趨勢參數(shù)。μ不變時(shí)數(shù)據(jù)只是圍繞μ上下波動(dòng),UP與DN基本相當(dāng)。由于遺忘因子的作用,UP與DN會(huì)快速收斂到個(gè)恰當(dāng)?shù)膮^(qū)間,所以UP與DN對初值要求不高,只要正負(fù)相反、幅值相等,并明顯大于誤差幅度即可,但是過大會(huì)造成收斂過慢致使因子Pd遲遲不起作用,般取與Xk同數(shù)量級(jí)的常數(shù)即可。 將Td因子和Pd因子引入到式(6)、(7)中,得:
式(3)~式(5)與式(8)~式(15)聯(lián)立可得到完整的σ估值模型。 關(guān)于uk的估算,與σ的估算類似。算法初始時(shí)通過臨近采樣值平均法估算出,然后每次采樣后進(jìn)行修正,修正模型如下: Tμ為跟蹤因子。與σ估計(jì)模型類似,Tμ在μk改變時(shí),可以提高模型的靈敏度。由于μk的性質(zhì),不會(huì)出現(xiàn)σk估算時(shí)候的誤判斷現(xiàn)象,所以無須引入誤判抑制因子。將作為數(shù)據(jù)的濾波輸出值。 式(3)~式(5)、式(8)~式(21)組成了本文的估值模型。完成對數(shù)據(jù)特征的即時(shí)提取以及基于數(shù)據(jù)特征而進(jìn)行相應(yīng)的濾波。 接下來是將濾波后的多組傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。本文在融合環(huán)節(jié)將數(shù)據(jù)的兩種特征指標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來,綜合給定各數(shù)據(jù)的融合權(quán)重。利用σ^k構(gòu)造精密度因子,利用由數(shù)據(jù)歐式距離表達(dá)的支持度函數(shù)構(gòu)造準(zhǔn)確度因子。利用精密度因子和準(zhǔn)確度因子乘積的平方作為原始權(quán)重因子,再將其歸化,得到終處理值,表達(dá)式如下: 式中的因子采用二階式,具有很高的區(qū)分度,可以通過極低的權(quán)重自動(dòng)摒棄波動(dòng)劇烈和漂移明顯的數(shù)據(jù),不需要像文獻(xiàn)[9]中那樣設(shè)立閾值。 4 仿真實(shí)驗(yàn) 電廠某重要給水管道被4套同型傳感器在線監(jiān)測,傳感器新舊程度及安裝位置各不同,標(biāo)稱誤差等級(jí)均為1,實(shí)際測量情況均與標(biāo)稱值有出入,并且隨流量的改變發(fā)生定程度的變化。本文用以下函數(shù)模擬該管道由于負(fù)荷變化使調(diào)節(jié)閥逐漸開大,水流由7t/h上升至13t/h的流量信號(hào)采樣過程。采樣周期為200ms,采樣2000次,其中信號(hào)在[7,13]內(nèi),波動(dòng)幅度隨流速增大逐漸減小。 X1(i)~X4(i)為原始采樣信號(hào),其中1#、2#的測量值基本合格,3#數(shù)據(jù)有明顯漂移,4#高頻波動(dòng)十分顯著。用2種現(xiàn)行常用算法與本文算法在同系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行仿真與比較,處理后數(shù)據(jù)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差見表1(每種方法實(shí)驗(yàn)20次后取均值)。 由于篇幅所限,以4#傳感器為例(4#運(yùn)行狀況惡劣,具典型性),LMS算法與本文算法效果如圖1、圖2所示。 對于誤差的標(biāo)準(zhǔn)差的在線估計(jì)是本文算法模型的個(gè)特別之處。以1#、4#為例,誤差的標(biāo)準(zhǔn)差的實(shí)時(shí)估計(jì)如圖3所示(仿真程序有意令初值與理想值產(chǎn)生定程度的偏離,以測試算法的靈敏性)。 由仿真結(jié)果和數(shù)據(jù)效果圖可以看出: (1)LMS及其他現(xiàn)行算法對于高頻波動(dòng)惡劣的信號(hào)抗擾性非常弱,尤其是00次采樣的迭代估算輸出值波動(dòng)依然十分劇烈。本文算法的明顯優(yōu)勢在于:對于不同程度的高頻波動(dòng)均有較良好的抑制效果,估算輸出值較為穩(wěn)定,對系統(tǒng)監(jiān)測人員有較高的參考價(jià)值。 (2)原信號(hào)900~1100次采樣過程的真值發(fā)生了較大幅度的改變?,F(xiàn)行算法常常通過減小迭代計(jì)算樣本容量或時(shí)延參數(shù)提高跟蹤性能,但穩(wěn)定性會(huì)隨之降低。本文算法的參數(shù)不需要調(diào)節(jié),并且沒有因?yàn)榭紤]到抗擾性能而削弱跟蹤性能。 (3)本文算法較現(xiàn)行其他算法多出標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)環(huán)節(jié),能夠以較高的精度對數(shù)據(jù)波動(dòng)性做出即時(shí)估算,對瞬時(shí)期望值的估計(jì)有較高的指導(dǎo)意義。 5 結(jié)論 在數(shù)據(jù)濾波環(huán)節(jié),傳統(tǒng)方法各有優(yōu)劣,但共同的不足是不能很好地適應(yīng)實(shí)際工況瞬息變化的需求,算法的參數(shù)需要隨實(shí)際工況進(jìn)行人為經(jīng)驗(yàn)性的調(diào)整,甚至每臺(tái)測量儀對應(yīng)的數(shù)字濾波器在不同的時(shí)間段都需要設(shè)定不同的參數(shù)。本文算法通過對數(shù)據(jù)特征的即時(shí)估計(jì),對不同情況的波動(dòng)定量的做相應(yīng)修正,使算法在各種工況下均有較好的效果,尤其是在波動(dòng)越大時(shí)算法優(yōu)勢越明顯,并且在理想值變動(dòng)的過程中能夠及時(shí)跟蹤。算法模型中所有的系數(shù)均為固定值,無須二次調(diào)整,且內(nèi)存中只存取前次估計(jì)值和少數(shù)中間變量,極大程度地節(jié)省計(jì)算資源,計(jì)算所用時(shí)間也有明顯優(yōu)勢。 在數(shù)據(jù)融合環(huán)節(jié),由于本文算法對數(shù)據(jù)特征有靈敏準(zhǔn)確的即時(shí)估計(jì),使得融合過程能大程度地向品質(zhì)較好的傳感器數(shù)值靠攏。而引用文獻(xiàn)[9]中的兩種算法,融合過程不考慮信號(hào)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差,雖然可以很好糾正類似3#傳感器那樣發(fā)生漂移的數(shù)據(jù),但當(dāng)出現(xiàn)類似4#傳感器的數(shù)據(jù)時(shí),融合效果很受影響。 從仿真結(jié)果可以看出,本文算法中輸出值與理想值的誤差不論是在濾波環(huán)節(jié)還是數(shù)據(jù)融合環(huán)節(jié)都是較小的。該算法能夠廣泛地適應(yīng)火電廠復(fù)雜的工況。 參考文獻(xiàn): [1]BehroozParhami。Multi2sensordatafusionandreliablemulti2channelcomputation:Unifyingconceptsandtechniques[J]。Signals,SystemsandComputers,1995,11:7452748。 |