1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统，所述装置包括：加法器、减法器、第一积分器、第二积分器和延时器；所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器依次连接，所述第二积分器与所述减法器连接形成闭环反馈，所述第一积分器分别与所述加法器和所述延时器连接，所述延时器和所述加法器连接。本发明专利技术可以将输入信号依次传输至减法器、积分器、延时器、加法器，通过减法器、积分器、延时器和加法器生成1/2正弦窗函数，区别于现有窗函数，通过1/2正弦窗函数信号构造最速跟踪滤波器，实现了最速滤波跟踪，突破了指数型跟踪机制，能提升滤波处理的效果和滤波性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统


[0001]本专利技术涉及信号处理和工业过程控制的
，尤其涉及一种1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统。

技术介绍

[0002]在工业过程控制
，首选的基础控制技术就是大量运用的比例
‑
积分
‑
微分(proportional
‑
integral
‑
derivative，PID)控制器，该技术在工业过程控制的基础控制地位至今难以撼动。从工业控制技术发展来看，如火电机组深度调峰、快速调频的要求，PID控制技术已经不能满足调控过程需要。今天看来，PID结构基于一阶惯性滤波器(First order inertial filter，FOIF)构造，FOIF代表了一种典型的指数型的跟踪滤波机制，FOIF主要存在输出跟踪输入性能不高的问题，无法实现高效滤波。实现取代PID的本质是从跟踪滤波机制的角度突破FOIF的指数型跟踪滤波机制。
[0003]在信号处理
，窗函数法是基础且普遍应用的滤波器设计方法，采用窗函数设计数字低通滤波器，得到频域滤波效果。常见的窗函数包括有：矩形窗、等腰三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗和切比雪夫窗等。而这几种常见的窗函数，阻带衰减、旁瓣峰值等参数是固定的，通带起伏和阻带衰减相等，对滤波器性能将产生一些不利的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统，所述方法可以结合积分器、减法器、延时器、加法器生成1/2正弦窗函数，区别于现有窗函数，通过1/2正弦窗函数信号构造最速跟踪滤波器，实现了最速滤波跟踪，突破了基于FOIF的指数型滤波机制，提升了滤波效果和滤波性能。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种1/2正弦窗函数信号的生成装置，所述装置包括：
[0006]加法器、减法器、第一积分器、第二积分器和延时器；
[0007]所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器依次连接，所述第二积分器与所述减法器连接形成闭环反馈，所述第一积分器分别与所述加法器和所述延时器连接，所述延时器和所述加法器连接；
[0008]输入信号依次经过所述减法器和所述第一积分器形成第一积分信号，所述第二积分器将所述第一积分信号转换成第二积分信号并反馈给所述减法器，所述第一积分信号经过所述延时器形成延时信号，所述加法器将所述延时信号与所述积分信号相加得到1/2正弦窗函数信号。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一积分器的表达式为：
[0010][0011]其中，f
FI
(s)为所述第一积分器的拉普拉斯传递函数；T
W
为窗口时间长度。
[0012]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述T
W
＝100s，输入信号为单位阶跃。
[0013]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述延时器的表达式为：
[0014][0015]其中，f
L
(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数；T
F
为最速跟踪时间常数。
[0016]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述T
F
＝100s，输入信号为单位阶跃。
[0017]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述1/2正弦窗函数信号的表达式为：
[0018][0019]其中，f
HSWF
(s)为所述1/2正弦型窗函数信号的拉普拉斯传递函数；T
W
为窗口时间长度；T
F
为最速跟踪时间常数。
[0020]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述T
W
＝T
F
＝100s，输入信号为单位阶跃。
[0021]本专利技术实施例的第二方面提供了一种滤波信号的生成系统，所述系统包括：如上所述的1/2正弦窗函数信号的生成装置和第三积分器，所述1/2正弦窗函数信号的生成装置和所述第三积分器连接；
[0022]所述1/2正弦窗函数信号的生成装置将1/2正弦窗函数信号输入至所述第三积分器，所述第三积分器对所述1/2正弦窗函数信号进行积分，得到滤波信号。
[0023]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述滤波信号的生成系统的表达式为：
[0024][0025][0026]其中，f
FTF
(s)为所述滤波信号的生成系统的拉普拉斯传递函数；f
HSWF
(s)为所述1/2正弦型窗函数信号的拉普拉斯传递函数；T
I
为积分时间；T
W
为窗口时间长度。
[0027]在第二方面的一种可能的实现方式中，所述T
W
＝100s，输入信号为单位阶跃。
[0028]相比于现有技术，本专利技术实施例提供的一种1/2正弦窗函数信号的生成装置及滤波信号的生成系统，其有益效果在于：本专利技术可以将信号依次传输至减法器、积分器、延时器、加法器，通过减法器、积分器、延时器和加法器生成1/2正弦窗函数，区别于现有窗函数，通过1/2正弦窗函数信号构造最速跟踪滤波器，实现了最速滤波跟踪，突破了指数型跟踪机制，能提升滤波处理的效果和滤波性能。
附图说明
[0029]图1是本专利技术一实施例提供的一种1/2正弦窗函数信号的生成装置的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术一实施例提供的积分信号的波形示意图；
[0031]图3是本专利技术一实施例提供的延时信号的波形示意图；
[0032]图4是本专利技术一实施例提供1/2正弦型窗函数信号的波形示意图
[0033]图5是本专利技术一实施例提供的一种滤波信号的生成系统的结构示意图；
[0034]图6是本专利技术一实施例提供的滤波信号的波形示意图；
[0035]图7是本专利技术一实施例提供的滤波信号的生成系统与一阶惯性滤波器的波形比较示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本申请实施例提供的一种1/2正弦窗函数信号的生成装置进行详细介绍和说明。
[0038]参照图1，示出了本专利技术一实施例提供的一种1/2正弦窗函数信号的生成装置的结构示意图。
[0039]其中，作为示例的，所述1/2正弦窗函数信号的生成装置，可以包括：加法器、减法器、第一积分器、第二积分器和延时器；
[0040]所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器依次连接，所述第二积分器与所述减法器连接形成闭环反馈，所述第一积分器分别与所述加法器和所述延时器连接，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1/2正弦窗函数信号的生成装置，其特征在于，所述装置包括：加法器、减法器、第一积分器、第二积分器和延时器；所述减法器、所述第一积分器和所述第二积分器依次连接，所述第二积分器与所述减法器连接形成闭环反馈，所述第一积分器分别与所述加法器和所述延时器连接，所述延时器和所述加法器连接；输入信号依次经过所述减法器和所述第一积分器形成第一积分信号，所述第二积分器将所述第一积分信号转换成第二积分信号并反馈给所述减法器，所述第一积分信号经过所述延时器形成延时信号，所述加法器将所述延时信号与所述积分信号相加得到1/2正弦窗函数信号。2.根据权利要求1所述的1/2正弦窗函数信号的生成装置，其特征在于，所述第一积分器的表达式为：其中，f
FI
(s)为所述第一积分器的拉普拉斯传递函数；T
W
为窗口时间长度。3.根据权利要求1所述的1/2正弦窗函数信号的生成装置，其特征在于，所述延时器的表达式为：其中，f
L
(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数；T
F
为最速跟踪时间常数。4.根据权利要求3所述的1/2正弦窗函数信号的生成装置，其特征在于，所述T
F
＝T
W
。其中，T
W
为窗口时间长度；T
F
为最速跟踪时间常数。5.根据权利要求1所述的1/2正弦窗函数信号的生成装置，其特征在于，所述1/2正弦窗函数信号的表达式为：其中，f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦攀，
申请(专利权)人：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：