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一种用于工控系统的积分控制信号识别方法.pdf

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一种 用于 系统 积分 控制 信号 识别 方法
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摘要
申请专利号:

CN201510555788.7

申请日:

2015.09.02

公开号:

CN106483840A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G05B 11/40申请日:20150902|||公开
IPC分类号: G05B11/40 主分类号: G05B11/40
申请人: 西安益翔航电科技有限公司
发明人: 杨龙龙; 卢立柱; 陈旭斌
地址: 710048 陕西省西安市高新区创汇路8号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 中国航空专利?#34892;?11008 代理人: 杜永保
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510555788.7

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明属于系统功能控制技术领域,具体涉及一种用于工控系统的信号识别方法,通过对动态数据积分过程进行识别,触发级联设备动作。在工控系统中,往往需要根据当前采集到的数据判断系统的工作状态或者确定下一步的执行方式,对于各种不同的控制系统,需要处理的数据类型及处理方式各不相同。采用本发明的识别方法可以很便捷的判断出输入其中的数据是否属于积分行为,不需要复杂的运算,处理速度快,判断结果准确。适用于小型数据处理及行为判断模块,避免因大量复杂计算而?#26723;?#25968;据处理效?#21097;?#25552;高了数据积分行为识别结果的可靠性和数据处理模块的工作效?#30465;?/p>

权利要求书

1.一种用于工控系统的积分控制信号识别方法,其中所述工控系统包括控
制单元、执行单元和测试单元,所述控制单元输出积分控制信号,所述执行单
元响应所述控制单元的积分控制信号,其特征在于:所述测试单元对所述控制
单元的积分控制信号进行检测和判断,该方法具体包括以下步骤:
一、数据读取
所述工控系统中的控制单元发出连续的积分控制信号,所述测试单元读取
上述积分控制信号;
二、数据截断及运算
所述测试单元按照特定的截断长度截断积分控制信号,该信号在实际数据
传输及采集的过程中具有一定的数据误差容限,将所截?#31995;?#25968;据组按照求差值
的方式进行动态数据特征判断,计算每一组数据中相邻数据之间的差值;
三、结果判定
如果所有差值都在所述数据误差容限的范围内,则该积分控制信号的积分
过程稳定,否则不稳定;
四、控制输出
若所述判断结果为稳定,则触发工控系统中与控制单元级联的后续执行单
元;否则对控制单元的积分控制信号进行修正。
2.根据权利要求1所述的用于工控系统的积分控制信号识别方法,其特征
在于:所述截断长度表示足以识别出数据积分行为的数据采集时间段。
3.根据权利要求1所述的用于工控系统的积分控制信号识别方法,其特征
在于:根据不同的数据设定采集速度和判断方式。

说明书

一种用于工控系统的积分控制信号识别方法

技术领域

本发明属于系统功能控制技术领域,具体涉及一种用于工控系统的信号识别方法,通过对动态数据积分过程进行识别,触发级联设备动作。

背景技术

在工控系统中,往往需要根据当前采集到的数据判断系统的工作状态或者确定下一步的执行方式,对于各种不同的控制系统,需要处理的数据类型及处理方式各不相同。在数据处理的过程中总会碰到处理精度、实时性等问题。工控系统中数据在某个时间?#25991;?#30340;变化方式通常具有积分变化形式、二次函数特征、正弦方式、三角波形式?#21462;?#22312;这些数据处理的方式上就需要设计合理,方法简便、算法简捷,才能达到很好的实时性效果。动态数据处理是根据当前得到的数据与前一时刻的数据做计算,同时将计算结果用于下一时刻得到的数据,由于采集到的数据一直在变化,因?#35828;?#21040;的结果将反映数据变化的特征或者趋势,这种处理方式对系统的实时性要求较高,需要有快速的数据处理方式和求解方式。

现有的积分数据处理方式都是根据积分计算公式,带入采集到的积分数据,得到计算结果,对结果数据进行误差计算得到处理结果。由于积分过程比较复杂,在实际计算机实现时需要进行复杂且大量的计算,对计算机的计算速度要求较高,一般在大型系统及高级的计算机处理系统中应用较多。对于小系统,处理速度低的系统中,上述计算方式相对比较耗时耗力,因此需要寻找一种便捷的方式进行数据积分行为识别。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于工控系统的积分信号识别方法,能够在数据采集完成的同时得到数据变化的特征及趋势,从而确定当前数据的变化方式是否为积分行为。

为?#31169;?#20915;上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:

一种用于工控系统的积分控制信号识别方法,其中所述工控系统包括控制单元、执行单元和测试单元,所述控制单元输出积分控制信号,所述执行单元响应所述控制单元的积分控制信号,所述测试单元对所述控制单元的积分控制信号进行检测和判断,该方法具体包括以下步骤:

一、数据读取

所述工控系统中的控制单元发出连续的积分控制信号,所述测试单元读取上述积分控制信号;

二、数据截断及运算

所述测试单元按照特定的截断长度截断积分控制信号,该信号在实际数据传输及采集的过程中具有一定的数据误差容限,将所截?#31995;?#25968;据组按照求差值的方式进行动态数据特征判断,计算每一组数据中相邻数据之间的差值;

三、结果判定

如果所有差值都在所述数据误差容限的范围内,则该积分控制信号的积分过程稳定,否则不稳定;

四、控制输出

若所述判断结果为稳定,则触发工控系统中与控制单元级联的后续执行单元;否则对控制单元的积分控制信号进行修正。

特别的,所述截断长度表示足以识别出数据积分行为的数据采集时间段。

特别的,根据不同的数据设定采集速度和判断方式。

所述数据误差容限指在数据采集的过程中,由于采集器误差、数据传输误差、数据处理精度、数据链路稳定性等方面带进数据处理单元的?#24066;?#35823;差范围,在该容限之内认为数据可用,处理结果可靠。

本发明的有益效果是:该方法可以很便捷的判断出输入其中的数据是否属于积分行为,不需要复杂的运算,处理速度快,判断结果准确。适用于小型数据处理及行为判断模块,避免因大量复杂计算而?#26723;?#25968;据处理效?#21097;?#25552;高了数据积分行为识别结果的可靠性和数据处理模块的工作效?#30465;?/p>

附图说明

图1是本发明用于工控系统的积分控制信号识别方法流程图;

图2是本发明积分控制信号的变化特征曲线图。

具体实现方式

下面将结合附图,讨论本发明的用于工控系统的积分控制信号识别方法,包括数据截取、求差值及差?#21040;?#26524;综?#31995;取?/p>

首先根据积分控制信号得到积分曲线,从积分曲线的特征可以看出,信号在积分过程中的行为特征,如积分结果按照一定的斜率不断增加,当到达某一区域时增加的速度(曲线斜率)下降,说明在这个过程中之前将要达到积分上限的值,之后信号将停止积分。由于该信号为实际信号产生器产生,信号具有离散性和误差性,根据边界积分公式可知,积分时需要将积分区域分割到无穷小,而普通计算机无法做到这点(即使做到?#27493;?#20135;生巨大的信号量,导致无法计算),因?#35828;?#21040;的信号无法直接代入积分公式。附图2的特征曲线也属于离散的特征曲线,只能进行取点运算。

其次将信号按照时间段进行截取以用于行为识别。其实现方式是在信号处理模块中设置定时装置,根据信号输入速度截取固定数量的信号并归为一组,取名为CA[n],n表示截取的信号个数。如n=20,则表示在表的272个信号中截取20个连续的信号。

对截取的信号组进行求差值运算,差?#21040;?#26524;用K表示,且K值是通过CA[n]的前一个元素与后一个元素相减的结果,如

Kn=CA[n+1]-CA[n]

其中Kn的取值范围根据大量现场实验和差值信号统计结果得到,如对表中的272个信号进行271次求差值,取出271次差?#21040;?#26524;中的最大值假设为KMAX,取出最小值为KMIN。由于上组272个值为一个完整的积?#31181;?#26399;内根据特定的取点频?#23454;?#21040;的信号,能够代表信号积分的变化过程,因此该差值范围具有可信性。假设标准的积分差值范围为=[KMIN,KMAX],Ψ可利用这一方法通过更大的信号量取差值并统计得到,可使得Ψ的范围更加准确、可信。

最后通过逐次判断Kn∈Ψ的真假来得出CA[n]中的信号是否为积分行为的信号。首先根据逻辑表达式

Δ=Kn≥KMIN&&Kn≤KMAX

判断Δ是否为真,确定Kn是否属于Ψ;其次将每次判?#31995;?#32467;果与上次结果相与得出一次结果,为真表示Ki∈Ψ,i=1,2,3……,n;逐次运算,若最终结果为真,则表示该组Kn全部落在?#32442;冢?#35828;明CA[n]中的信号为积分行为的信号,否则不是。

上述实现方法可根据实?#26159;?#20917;,结合信号处理的实时性要求,得出CA[n]的大小。根据标准Ψ的统计结果可知,在一定信号量下,Ψ范围趋近固定值并 且误差不会影响判断结果,继续增大统计量没有实际意义。n的取值过程也遵循这一规律,适当的n值即可满足识别准确度和可靠性的要求,实现信号积分行为的识别。

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