一种微分信号提取方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种微分信号提取方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其方法包括：将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；将输入信号作为被减数，滤波信号作为减数，进行减法运算，并输出。相对于现有技术，本申请所提供的微分信号提取方法在提供良好的微分特性的同时具有简单的结构，容易工程运用。

【技术实现步骤摘要】
一种微分信号提取方法、装置及设备
本申请涉及自动控制
，尤其涉及一种微分信号提取方法、装置及设备。
技术介绍
现有的PID控制器(ProportionIntegrationDifferentiation.比例-积分-微分控制器)主要存在两方面的问题，一是微分控制存在跟踪微分的效率不高，二是积分控制存在跟踪稳态偏差的效率不高。另外，现有的一些高性能微分器还存在结构比较复杂的实际问题,难以成为工程应用的首选。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种微分信号提取方法、装置及设备，能够提供更优的低通滤波特性。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种微分信号提取方法，所述方法包括：将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；将输入信号作为被减数，滤波信号作为减数，进行减法运算，并输出。可选地，所述预设值具体为10。可选地，所述将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数之前，还包括：获取低通滤波时间常数。本申请第二方面提供了一种微分信号提取装置，包括：转换模块、运算模块、滤波模块、输出模块；所述转换模块，用于将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；所述运算模块，用于根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；所述滤波模块，对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；所述输出模块，对预设值个输出信号求平均值，并输出。可选的，还包括获取模块；所述获取模块，用于获取低通滤波时间常数。本申请第三方面提供了一种微分信号提取设备，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上述第一方面所述的微分信号提取方法。本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上述第一方面所述的微分信号提取方法。本申请第五方面提供了一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如上述第一方面所述的微分信号提取方法。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，提供了一种微分信号提取方法和装置，通过将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号，将输入信号减去滤波信号，并输出。相对于现有技术，本申请所提供的微分信号提取方法在提供良好的微分特性的同时具有简单的结构，容易工程运用；从相频特性看，与常用微分器相比，本申请实施例明显减小了微分相位滞后。附图说明图1为本申请实施例中微分信号提取方法第一实施例的方法流程图；图2为本申请实施例中微分信号提取方法第二实施例的方法流程图；图3为本申请实施例中微分信号提取方法中预设值为10时的运算流程示意图；图4为本申请所提供的惯性组合滤波方式对应的滤波器与现有技术中滤波器的滤波特性对比示意图；图5为实际微分器的信号传输示意图；图6为本申请实施例所提供的微分信号提取方式对应的新型微分器的信号传输示意图；图7为本申请所提供的微分信号获取方法对应的新型微分器和常用微分器的输出特性对比示意图；图8为本申请所提供的微分信号获取方法对应的新型微分器和常用微分器的幅频增益特性对比示意图；图9为本申请所提供的微分信号获取方法对应的新型微分器和常用微分器的相频相位特性对比示意图；图10为本申请实施例所提供的微分信号提取装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请设计了一种微分信号提取方法，在提供良好的微分特性的同时具有简单的结构，容易工程运用。以下为本申请所提供的微分信号提取方法的第一实施例。请参阅图1，图1为本申请实施例中微分信号提取方法第一实施例的方法流程图，具体包括：步骤101，将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；可以理解的是，滤波器有固定的低通滤波时间常数，本申请所提供的方法首先需要将时间常数除以一个预设值，得到本申请所需要的1阶惯性时间常数，这个预设值可以根据要求进行选择。步骤102，根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；用得到的1阶惯性时间常数对输入信号进行1阶惯性运算，需要说明的是，对低通滤波时间常数除以的预设值，即为进行1阶惯性运算的次数。例如，将低通滤波时间常数除以16，那么就对输入信号进行16次1阶惯性运算，其中，运算所用的时间常数为1阶惯性时间常数。每一次运算均可以得到一个输出信号，并将此输出信号作为下一次运算的输入信号，因此，会得到预设值个输出信号。步骤103，对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；在得到预设值个输出信号后，对得到的预设值个输出信号求平均值，可以得到滤波信号。步骤104，将输入信号作为被减数，滤波信号作为减数，进行减法运算，并输出。对输入信号和滤波信号做减法运算，其中输入信号为被减数，滤波信号为减数，得到的差值作为微分信号输出。本申请实施例所提供的微分信号提取方法通过将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数，再根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号，对这些输出信号求平均值，最后用输入信号减去求得的平均值，得到最终的微分信号并输出。本申请实施例提供的微分信号提取方法，在提供良好的微分特性的同时具有简单的结构，容易工程运用。从相频特性看：与常用微分器相比，本专利技术实施例明显减小了微分相位滞后。为了便于理解，本申请所提供了第二实施例，其中，预设值具体为10，请参阅图2，图2为本申请实施例中微分信号提取方法第二实施例的方法流程图，具体包括：步骤201，获取低通滤波时间常数；可以理解的是，如果滤波器的提供滤波时间常数未知，那么在进行本申请的微分信号提取前，需要先获取低通滤波时间常数。步骤202，将低通滤波时间常数除以10，得到1阶惯性时间常数；例如，滤波器的低通滤波时间常数为200s(秒)，本申请实施例所需的1阶惯性时间常数为20s。步骤203、步骤204和步骤205的具体流程示意图请参考图3，图3为本申请实施例中微分信号提取方法中预设值为10时的运算流程示意图。步骤203，根据1阶惯性时间常数对输入信号进行10次1阶惯性运算，得到10个输出信号；可以理解的是，此步骤具体为：对输入信号进行1阶惯性运算，得到第1输出信号；对第1输出信号进行1阶惯性运算，得到第2输出信号；对第2输出信号进行1阶惯性运算，得到第3输出信号；对第3输出信号进行1阶惯性运算，得到第4输出信号；对第4输出信号进行1阶惯性运算，得到第5输出信号；对第5输出信号进行1阶惯性运算，得到第6输出信号；对第6输出信号进行1阶惯性运算，得到第7输出信号；对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微分信号提取方法，其特征在于，包括步骤：将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；将输入信号作为被减数，滤波信号作为减数，进行减法运算，并输出。

【技术特征摘要】
1.一种微分信号提取方法，其特征在于，包括步骤：将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信号；对预设值个输出信号求平均值，得到滤波信号；将输入信号作为被减数，滤波信号作为减数，进行减法运算，并输出。2.根据权利要求1所述的微分信号提取方法，其特征在于，所述预设值具体为10。3.根据权利要求1所述的微分信号提取方法，其特征在于，所述将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数之前，还包括：获取低通滤波时间常数。4.一种微分信号提取装置，其特征在于，包括：转换模块、运算模块、滤波模块、输出模块；所述转换模块，用于将低通滤波时间常数除以预设值，得到1阶惯性时间常数；所述运算模块，用于根据1阶惯性时间常数对输入信号进行预设值次1阶惯性运算，得到预设值个输出信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，刘哲，苏雷涛，肖文彬，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44