基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法技术

本公开提供了一种基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，获取单反馈控制回路正常运行情况下的数据，以控制信号滞后于输出信号的延迟时间作为报警持续时间的阈值；获取输出信号和控制信号的预设时间段的数据，采用固定长度的滑动窗口进行子时间序列的提取；将滑动窗口提取的输出信号和控制信号的子时间序列分别进行最优二阶多项式拟合，并对拟合结果进行变化方向分析，用特征字符表示输入输出方向变化的特征；对比两个信号的特征字符，当特征字符不一致的持续时间超过报警持续时间的阈值时触发报警；本公开根据输出信号与控制信号之间的同增同减相互关系进行报警设计，在监测异常状况的同时，减少了干扰报警的次数。

【技术实现步骤摘要】
基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法
本公开涉及流程工业生产过程的异常工况监控
，特别涉及一种基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。单反馈控制回路在现代流程工业系统中占有较大的比重，其异常运行将严重影响工业生产的高效运行，甚至引发重大的生产事故。工业报警系统对单反馈控制回路的安全运行发挥着至关重要的作用，该系统通过对单反馈控制回路的自动监控，有效识别出生产过程中的异常状况，进而采取针对性调整措施，使得生产过程恢复稳定运行状态，最终可以减少生产事故的发生。目前，在工业报警系统中，传统单反馈控制回路的异常检测方法是通过对比输出信号与报警阈值的大小，进而监测单反馈控制回路的运行状况，但是此类异常监测方法往往伴随着大量的干扰报警，大幅度降低了报警系统的可信度。传统的异常检测方法主要有三种：第一种方法是设置报警延时法，当监控变量超过报警阈值的时间超过所设置的延迟时间后，才会发出报警信号；第二种方法是设置报警死区法，当监控变量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取单反馈控制回路正常运行情况下的数据，以控制信号滞后于输出信号的延迟时间作为报警持续时间的阈值；/n获取单反馈控制回路的输出信号和控制信号的预设时间段的数据，采用固定长度的滑动窗口进行子时间序列的提取；/n将滑动窗口提取的输出信号和控制信号的子时间序列分别进行最优二阶多项式拟合，并对拟合结果进行变化方向分析，用特征字符表示输入输出方向变化的特征；/n对比两个信号的特征字符，当特征字符不一致的持续时间超过报警持续时间的阈值时触发报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取单反馈控制回路正常运行情况下的数据，以控制信号滞后于输出信号的延迟时间作为报警持续时间的阈值；
获取单反馈控制回路的输出信号和控制信号的预设时间段的数据，采用固定长度的滑动窗口进行子时间序列的提取；
将滑动窗口提取的输出信号和控制信号的子时间序列分别进行最优二阶多项式拟合，并对拟合结果进行变化方向分析，用特征字符表示输入输出方向变化的特征；
对比两个信号的特征字符，当特征字符不一致的持续时间超过报警持续时间的阈值时触发报警。


2.如权利要求1所述的基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，采用皮尔逊相关系数计算控制信号与输出信号的相关性，将使得相关系数取最大值时的延迟时间作为报警持续时间的阈值。


3.如权利要求1所述的基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，滑动窗口的长度采用固定值，且对输出信号和控制信号采用等长度的滑动窗口进行子时间序列提取。


4.如权利要求1所述的基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，进行最优二阶多项式拟合，并对拟合结果进行变化方向分析，用特征字符表示输入输出方向变化的特征，具体为：
对滑窗提取的子时间序列采用自底向上趋势提取算法对子时间序列进行分段，并确定最优分段数；
基于分别得到的输出信号和控制信号子时间序列的分段结果，根据拟合误差的损失函数取值最小的原则，对每个子段进行二阶多项式的最优拟合；
基于最优拟合结果，根据基元趋势段始末端点一阶导数值同号的原则，将输出信号和控制信号每个子段分别进一步划分为基元趋势段的组合；
对每个基元趋势段变化方向分析，用特征字符表示每段的变化趋势。


5.如权利要求4所述的基于输入输出变化一致性的单反馈控制回路异常监测方法，其特征在于，并根据L型曲线确定拐点的方法确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建东，刘冰琪，王垚，李杰，杨子江，丁光辉，吴猛，
申请(专利权)人：山东科技大学，华能山东发电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37