CN113267679B - 相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质，所述方法包括：获取负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值。本申请能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高了智能检测的效率及准确度。

Description

相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质

技术领域

本发明涉及自动检测与控制技术领域，特别是涉及一种相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质。

背景技术

随着智能技术的快速发展，各种智能化电子设备出现在人们的工作与日常生活中。为了对负载进行准确有效的控制，需要检测负载的实时运行情况，以为智能精准控制提供有效地参考。

然而，负载在实时工作的过程中，会受到其硬件或软件自身存在的故障或误差的影响，或者受到其工作环境中其他设备的干扰，导致检测获取的负载工作电信号中夹杂的异常信号不能及时地被检测或控制系统识别发现，从而严重影响智能检测与控制的效率及准确度。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的技术问题，提供一种相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质，能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高智能检测的效率及准确度。

为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供了一种相位信号检测方法，包括：

获取负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值。

于上述实施例中的相位信号检测方法中，通过获取负载的电流信号和电压信号，以根据所述电流信号和所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，所述相位关系数据可以包括二者之间的相位超前情况，例如是所述电压信号超前于所述电流信号及/或所述电流信号超前于所述电压信号，所述相位关系数据还可以包括所述电压信号的相位与所述电流信号的相位的差值。在负载正常工作情况下，所述相位关系数据中所述相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性；并且，通过分析所述相位关系数据来判断所述负载的相位信号是否异常，从而能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高智能检测的效率及准确度。

在其中一个实施例中，所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差及电流超前相位差；所述根据所述电流信号、所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，包括：

若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

于上述实施例中的相位信号检测方法中，通过将所述相位关系数据具体量化为包括正值、负值和零这三种数值的数组，便于采用数学模型来对该数组中的数据处理分析，从而智能有效地识别出负载的工作异常信号。

在其中一个实施例中，在生成所述相位关系数据之后，还包括：保存所述相位关系数据至预设存储单元中，所述预设存储单元采用先进先出式堆栈结构，从而便于读取所述预设存储单元中的数据，以进行处理分析。

在其中一个实施例中，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括：

计算各所述相位关系数据的标准差；

若所述标准差小于预设标准差阈值，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

去除所述相位关系数据中的异常数据。

于上述实施例中的相位信号检测方法中，通过计算各所述相位关系数据的标准差，并判断所述标准差是否大于或等于预设标准差阈值，若否，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性。

在其中一个实施例中，所述相位信号检测方法还包括：若所述标准差大于或等于所述预设标准差阈值，则生成异常提示信息，以提示相关工作人员及时采取应对措施或注意密切观察，避免异常情况加重导致不必要的经济损失。

在其中一个实施例中，所述根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，还包括：

获取所述标准差大于或等于预设标准差阈值的次数；

判断所述次数是否大于或等于预设次数阈值；

若是，则生成故障提示信息。

于上述实施例中的相位信号检测方法中，通过获取所述标准差大于或等于预设标准差阈值的次数，并判断所述次数是否大于或等于预设次数阈值，若是，则生成故障提示信息，以提示相关工作人员及时采取应对措施例如停机或重启等，避免产生不必要的经济损失。

本申请的第二方面提供了一种控制方法，用于控制闭环反馈系统输出的负载，所述方法包括：

获取所述负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据生成控制信号。

于上述实施例中的控制方法中，通过获取负载的电流信号和电压信号，以根据所述电流信号和所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，所述相位关系数据可以包括二者之间的相位超前情况，例如是所述电压信号超前于所述电流信号及/或所述电流信号超前于所述电压信号，所述相位关系数据还可以包括所述电压信号的相位与所述电流信号的相位的差值。在负载正常工作情况下，所述相位关系数据中所述相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号，可以去除该异常信号，获取有效的信号，根据该有效信号生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制，有效地提高智能控制的效率及准确性。

在其中一个实施例中，所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差及电流超前相位差；所述根据所述电流信号、所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，包括：

若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

于上述实施例中的控制方法中，通过将所述相位关系数据具体量化为包括正值、负值和零这三种数值的数组，便于采用数学模型来对该数组中的数据处理分析，并根据分析结果生成控制信号，以实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制，有效地提高智能控制的效率及准确性。

在其中一个实施例中，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括：

计算各所述相位关系数据的标准差；

判断所述标准差是否小于预设标准差阈值；

若是，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

去除所述相位关系数据中的所述异常数据。

于上述实施例中的控制方法中，由于负载在正常工作情况下，根据各所述相位关系数据计算的标准差应该小于预设标准差阈值，反之，说明负载工作异常，可以生成异常提示信号提示相关工作人员及时采取应对措施或注意密切观察，避免异常情况加重导致不必要的经济损失；在所述标准差小于预设标准差阈值的情况下，采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据，并去除所述相位关系数据中的所述异常数据，以获取有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述有效相位关系数据生成控制信号，包括：采用预设算法计算所述有效相位关系数据的相位差有效值，根据所述相位差有效值生成所述控制信号，所述预设算法包括平均值算法、中值算法、加权平均值算法、调和平均值算法、修剪平均值算法及几何平均值算法中的至少一种。根据相位差有效值生成控制信号，能够进一步提高智能控制的效率。

本申请的第三方面提供了一种相位信号检测电路，包括：

电流互感器，用于采样负载的电流信号；

电压互感器，用于采样负载的电压信号；

鉴相器，与所述电流互感器、所述电压互感器均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；

第一控制器，与所述鉴相器连接，用于获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值。

于上述实施例中的相位信号检测电路中，由于在负载正常工作情况下，负载工作的电流信号的相位与电压信号的相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。通过电流互感器采样负载的电流信号；通过电压互感器采样负载的电压信号；设置鉴相器与所述电流互感器、所述电压互感器均连接，使得鉴相器根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；设置第一控制器与所述鉴相器连接，并配置所述第一控制器获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性；并且，第一控制器通过分析所述相位关系数据来判断所述负载的相位信号是否异常，从而能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高智能检测的效率及准确度。

本申请的第四方面提供了一种控制电路，用于控制闭环反馈系统输出的负载，所述电路包括：

电流互感器，用于采样负载的电流信号；

电压互感器，用于采样负载的电压信号；

鉴相器，与所述电流互感器、所述电压互感器均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；

第二控制器，与所述鉴相器连接，被配置为：

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据生成控制信号。

于上述实施例中的控制电路中，由于在负载正常工作情况下，负载工作的电流信号的相位与电压信号的相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。通过电流互感器采样负载的电流信号；通过电压互感器采样负载的电压信号；设置鉴相器与所述电流互感器、所述电压互感器均连接，使得鉴相器根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；设置第二控制器与所述鉴相器连接，并配置所述第二控制器获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制，有效地提高智能控制的效率及准确性。

本申请的第五方面提供了一种控制装置，包括如任一本申请实施例中所述的相位信号检测电路或控制电路，以有效地提高智能检测或控制的效率及准确性。

本申请的第六方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一本申请实施例中所述的相位信号检测方法，以有效地提高智能检测或控制的效率及准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一种PID控制原理示意图；

图2为本申请第一实施例中提供的一种相位信号检测方法的流程示意图；

图3为本申请第二实施例中提供的一种相位信号检测方法的流程示意图；

图4为本申请第三实施例中提供的一种相位信号检测方法的流程示意图；

图5为本申请第四实施例中提供的一种相位信号检测方法的流程示意图；

图6为本申请第五实施例中提供的一种相位信号检测方法的流程示意图；

图7为本申请第六实施例中提供的一种控制方法的流程示意图；

图8为本申请第七实施例中提供的一种控制方法的流程示意图；

图9为本申请第八实施例中提供的一种控制方法的流程示意图；

图10为本申请第九实施例中提供的一种控制方法的流程示意图；

图11为本申请第十实施例中提供的一种相位信号检测电路的应用场景示意图；

图12为本申请第十一实施例中提供的一种控制电路的应用场景示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

自动控制系统包括由信号正向通路和反馈通路构成的闭合回路，也叫反馈控制系统，其根据系统输出变化的信息来控制向负载的输出，不管是受外部干扰，还是受系统内部变化影响，只要反馈信号与输入信号之间的偏差超过预设阈值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。如下以PID控制系统为例，来示例性说明本申请的实现原理。

请参考图1，在PID控制原理图中，r(t)是设置目标值，y(t)是系统向负载提供的电信号，设置目标值与实际输出值构成控制偏差e(t)，e(t)＝r(t)-y(t)，则e(t)作为PID控制器的输入，u(t)作为PID控制器的输出和被控制量的输入。

比例(P)控制能快速反应误差，在误差较大时发挥较大作用。但是，比例控制不能消除稳态误差。比例系数的加大，会引起系统的不稳定。积分(I)控制的作用是：只要系统有误差，积分就不断地积累，输出控制量以消除误差。只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，使系统误差接近零，从而消除稳态误差。但是积分作用过大会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。微分(D)控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。根据不同的被控对象的控制特性，又可以分为P、PI、PD、PID等不同的控制模型。对于PID控制器，采样是输入，控制是输出，通常采样周期作为控制周期。负载在实时工作的过程中，会受到其硬件或软件自身存在的故障或误差的影响，或者受到其工作环境中其他设备的干扰，为了智能识别获取的负载工作电信号y(t)中夹杂的异常信号，以提高智能检测与控制的效率及准确度，本申请提供了一种相位信号检测/控制方法、电路、控制装置及介质。

请参考图2，在本申请的一个实施例中，提供了一种相位信号检测方法，包括如下步骤：

步骤22，获取负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；

步骤24，获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

步骤26，根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值。

具体地，请继续参考图2，通过获取负载的电流信号和电压信号，以根据所述电流信号和所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，所述相位关系数据可以包括二者之间的相位超前情况，例如是所述电压信号超前于所述电流信号及/或所述电流信号超前于所述电压信号；所述相位关系数据还可以包括所述电压信号的相位与所述电流信号的相位的差值，及/或所述电流信号的相位与所述电压信号的相位的差值。在负载正常工作的情况下，所述相位关系数据中所述相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性；并且，通过分析所述相位关系数据来判断所述负载的相位信号是否异常，从而能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高了智能检测的效率及准确度。

进一步地，请参考图3，在本申请的一个实施例中，所述获取负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据，包括如下步骤：

步骤222，获取负载的电流信号和电压信号，所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差及电流超前相位差；若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

步骤224，若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

具体地，请继续参考图3，可以设置所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差及电流超前相位差，其中，所述超前表征数据用于指示负载电流信号和负载电压信号之间的超前情况，例如，可以设置超前表征数据在负载电压信号超前于负载电流信号的情况下为1，在负载电流信号超前于负载电压信号的情况下为0；电压超前相位差用于指示负载电压信号的相位，减去负载电流信号的相位得到的差值；电流超前相位差用于指示负载电流信号的相位，减去负载电压信号的相位得到的差值。在本申请的一个实施例中，在所述电压信号超前于所述电流信号的情况下，可以将所述超前表征数据确定为正，并将所述电压超前相位差确定为所述电压信号的相位与所述电流信号的相位的差值，生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差，即生成正值数据或零；在所述电流信号超前于所述电压信号的情况下，将所述超前表征数据确定为负，并将所述电流超前相位差确定为所述电流信号的相位与所述电压信号的相位的差值，生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差，即生成负值数据或零。可以根据生成的相位关系数据的时间序列生成相位关系数据，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组，便于采用数学模型来对该数组中的数据处理分析，从而智能有效地识别出负载的工作异常信号。

进一步地，请参考图4，在本申请的一个实施例中，在生成所述相位关系数据之后，还包括如下步骤：

步骤23，保存所述相位关系数据至预设存储单元中，所述预设存储单元采用先进先出式堆栈结构。

通过将生成的相位关系数据依次保存至采用先进先出式堆栈结构的预设存储单元中，便于后续读取所述预设存储单元中的数据，以进行处理分析，例如可以将相位关系数据形成数组，并根据该数组中的数据计算均值、方差或标准差等。

进一步地，请参考图5，在本申请的一个实施例中，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括如下步骤：

步骤242，计算各所述相位关系数据的标准差；

步骤243，若所述标准差小于预设标准差阈值，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

步骤244，去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据。

具体地，请继续参考图5，一般异常点检测分为新奇检测novelty detection与异常值检测outlier detection，新奇检测指训练数据不被离群值污染，我们感兴趣的是在新数据集中检测出异常数据。异常值检测指训练数据包含异常值，我们需要拟合训练数据的中心模式，忽略观察到的不正常数据。以便于根据所述异常数据分析并确定产生异常的原因。基于数据源的特征比较少以及算法实用的角度，本申请实施例主要采用的是孤立森林(Isolation Forest，IForest)算法来进行异常值检测。IForest适用于连续数据的异常检测，将异常定义为“容易被孤立的离群点”，可以理解为分布稀疏且离密度高的群体较远的点。用统计学来解释，在数据空间里面，分布稀疏的区域表示数据发生在此区域的概率很低，因而可以认为落在这些区域里的数据是异常的。IForest算法是一个基于Ensemble的快速异常检测方法，具有线性时间复杂度和高精准度，利用IForest算法能够有效地检测出所述相位关系数据中的异常数据，具有较高的准确性。

另外，标准差可以当作不确定性的一种测量。例如在物理科学中，做重复性测量时，测量数值集合的标准差代表这些测量的精确度。当要决定测量值是否符合预测值，测量值的标准差占有决定性重要角色，例如，如果测量标准差的数值与预测值相差很大，即测量值大部分落在一定数值范围之外，可以合理推论测量值异常。通过计算各所述相位关系数据的标准差，并判断所述标准差是否大于或等于预设标准差阈值，若否，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性。在本申请的一个实施例中，若所述标准差大于或等于所述预设标准差阈值，还可以生成异常提示信息，以提示相关工作人员及时采取应对措施或注意密切观察，避免异常情况加重导致不必要的经济损失。

进一步地，请参考图6，在本申请的一个实施例中，还包括如下步骤：

步骤245，获取所述标准差大于或等于预设标准差阈值的次数；

步骤246，判断所述次数是否大于或等于预设次数阈值；

步骤247，若是，则生成故障提示信息。

具体地，请继续参考图6，由于干扰信号、测量误差等因素的影响，可能导致测量的标准差数据具有一定的随机性，通过获取所述标准差大于或等于预设标准差阈值的次数，并判断所述次数是否大于或等于预设次数阈值例如是5，以克服随机因素的影响，若获取的标准差大于或等于预设标准差阈值的次数，大于或等于预设次数阈值，则生成故障提示信息，以提示相关工作人员及时采取应对措施例如停机或重启等，避免产生不必要的经济损失。

进一步地，请参考图7，在本申请的一个实施例中，供了一种控制方法，用于控制闭环反馈系统输出的负载，所述方法包括如下步骤：

步骤32，获取所述负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；

步骤34，获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

步骤36，根据所述有效相位关系数据生成控制信号。

具体地，请继续参考图7，通过获取负载的电流信号和电压信号，以根据所述电流信号和所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，所述相位关系数据可以包括二者之间的相位超前情况，例如是所述电压信号超前于所述电流信号及/或所述电流信号超前于所述电压信号，所述相位关系数据还可以包括所述电压信号的相位与所述电流信号的相位的差值。在负载正常工作情况下，所述相位关系数据中所述相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号，可以去除该异常信号，获取有效的信号，根据该有效信号生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制，有效地提高智能控制的效率及准确性。

进一步地，请参考图8，在本申请的一个实施例中，供了一种控制方法，所述方法包括如下步骤：

步骤322，获取负载的电流信号和电压信号，所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差及电流超前相位差；若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

步骤324，若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

具体地，请继续参考图8，在所述电压信号超前于所述电流信号的情况下，可以将所述超前表征数据确定为正，并将所述电压超前相位差确定为所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差，即生成正值数据或零；在所述电流信号超前于所述电压信号的情况下，将所述超前表征数据确定为负，并将所述电流超前相位差确定为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差，即生成负值数据或零。可以根据生成的相位关系数据的时间序列生成相位关系数据，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组，便于采用数学模型来对该数组中的数据处理分析，从而智能有效地识别出负载的工作异常信号。

进一步地，请参考图9，在本申请的一个实施例中，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括如下步骤：

步骤342，计算各所述相位关系数据的标准差；

步骤343，判断所述标准差是否小于预设标准差阈值；

步骤344，若是，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

步骤345，去除所述相位关系数据中的所述异常数据，以得到有效相位关系数据。

具体地，请继续参考图9，由于负载在正常工作情况下，根据各所述相位关系数据计算的标准差应该小于预设标准差阈值，反之，说明负载工作异常，可以将该组数据作废，重新获取相位关系数据，还可以生成异常提示信号提示相关工作人员及时采取应对措施或注意密切观察，避免异常情况加重导致不必要的经济损失；在所述标准差小于预设标准差阈值的情况下，采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据，并去除所述相位关系数据中的所述异常数据，以获取有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制。

进一步地，请参考图10，在本申请的一个实施例中，所述根据所述有效相位关系数据生成控制信号，包括如下步骤：

步骤362，采用预设算法计算所述有效相位关系数据的相位差有效值，根据所述相位差有效值生成所述控制信号，所述预设算法包括平均值算法、中值算法、加权平均值算法、调和平均值算法、修剪平均值算法及几何平均值算法中的至少一种。

通过采用预设算法计算有效相位关系数据的相位差有效值，所述预设算法包括平均值算法、中值算法、加权平均值算法、调和平均值算法、修剪平均值算法及几何平均值算法中的至少一种，以根据所述相位差有效值生成控制信号，能够进一步提高智能控制的效率。

进一步地，请参考图11，在本申请的一个实施例中，提供了一种相位信号检测电路10，包括电流互感器11、电压互感器12、鉴相器13及第一控制器14，电流互感器11用于采样负载的电流信号；电压互感器12用于采样负载的电压信号；鉴相器13与电流互感器11、电压互感器12均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；第一控制器14与鉴相器13连接，用于获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值。

具体地，请继续参考图11，以将本实施例应用于PID闭环反馈控制系统中为例，来示例性说明本实施例的具体实现方式。由于在负载正常工作情况下，负载工作的电流信号的相位与电压信号的相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。通过电流互感器11采样负载的电流信号；通过电压互感器12采样负载的电压信号；设置鉴相器13与电流互感器11、电压互感器12均连接，使得鉴相器13根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；设置第一控制器14与鉴相器13连接，并配置第一控制器14获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据，根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，从而能够利用该相位差有效值对闭环控制系统进行闭环控制，以提高系统运行的稳定性；并且，第一控制器14通过分析所述相位关系数据来判断所述负载的相位信号是否异常，从而能够有效地识别出负载的工作异常信号，提高智能检测的效率及准确度。

进一步地，请参考图12，在本申请的一个实施例中，提供了一种控制电路30，包括电流互感器11、电压互感器12、鉴相器13及第二控制器34，电流互感器11用于采样负载的电流信号；电压互感器12用于采样负载的电压信号；鉴相器13与电流互感器11、电压互感器12均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；第二控制器34与鉴相器13连接，被配置为：

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据生成控制信号。

具体地，请继续参考图12，以将本实施例应用于PID闭环反馈控制系统中为例，来示例性说明本实施例的具体实现方式。由于在负载正常工作情况下，负载工作的电流信号的相位与电压信号的相位的差值应该在一定的范围内波动，若所述相位的差值超出该范围，说明获取的所述电流信号和所述电压信号中很可能夹杂有异常信号。通过电流互感器采样负载的电流信号；通过电压互感器采样负载的电压信号；设置鉴相器与所述电流互感器、所述电压互感器均连接，使得鉴相器根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；设置第二控制器与所述鉴相器连接，并配置所述第二控制器获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据生成控制信号，实现对闭环反馈系统输出负载的智能精准控制，有效地提高智能控制的效率及准确性。

在本申请的一个实施例中，提供了一种控制装置，包括如任一本申请实施例中所述的相位信号检测电路或控制电路，以有效地提高智能检测或控制的效率及准确性。

在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一本申请实施例中所述的相位信号检测方法，以有效地提高智能检测或控制的效率及准确性。

应该理解的是，虽然图1-10的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-10中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时间执行完成，而是可以在不同的时间执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种相位信号检测方法，其特征在于，包括：

获取闭环反馈系统输出的负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差或电流超前相位差；所述超前表征数据用于指示负载电流信号和负载电压信号之间的超前情况；所述电压超前相位差用于指示负载电压信号的相位减去负载电流信号的相位得到的差值；所述电流超前相位差用于指示负载电流信号的相位减去负载电压信号的相位得到的差值；其中，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组；

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；所述异常数据为超出预设范围的所述电压超前相位差或所述电流超前相位差对应的相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，所述相位差有效值用于对闭环控制系统进行闭环控制。

2.根据权利要求1所述的相位信号检测方法，其特征在于，所述根据所述电流信号、所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，包括：

若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

3.根据权利要求2所述的相位信号检测方法，其特征在于，在生成所述相位关系数据之后，还包括：

保存所述相位关系数据至预设存储单元中，所述预设存储单元采用先进先出式堆栈结构。

4.根据权利要求3所述的相位信号检测方法，其特征在于，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括：

计算各所述相位关系数据的标准差；

若所述标准差小于预设标准差阈值，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

去除所述相位关系数据中的异常数据。

5.根据权利要求4所述的相位信号检测方法，其特征在于，还包括：

若所述标准差大于或等于所述预设标准差阈值，则生成异常提示信息。

6.根据权利要求4所述的相位信号检测方法，其特征在于，还包括：

获取所述标准差大于或等于预设标准差阈值的次数；

判断所述次数是否大于或等于预设次数阈值；

若是，则生成故障提示信息。

7.一种控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取闭环反馈系统输出的负载的电流信号和电压信号，以生成二者之间的相位关系数据；所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差或电流超前相位差；所述超前表征数据用于指示负载电流信号和负载电压信号之间的超前情况；所述电压超前相位差用于指示负载电压信号的相位减去负载电流信号的相位得到的差值；所述电流超前相位差用于指示负载电流信号的相位减去负载电压信号的相位得到的差值；其中，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组；

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；所述异常数据为超出预设范围的所述电压超前相位差或所述电流超前相位差对应的相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据生成控制信号，所述控制信号用于控制闭环反馈系统输出的负载。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，

所述根据所述电流信号、所述电压信号生成二者之间的相位关系数据，包括：

若所述电压信号超前于所述电流信号，则确定所述超前表征数据为正，并确定所述电压超前相位差为，所述电压信号的相位减去所述电流信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电压超前相位差；

若所述电流信号超前于所述电压信号，则确定所述超前表征数据为负，并确定所述电流超前相位差为，所述电流信号的相位减去所述电压信号的相位得到的差值，以生成顺序排列的所述超前表征数据及所述电流超前相位差。

9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，所述获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，包括：

计算各所述相位关系数据的标准差；

判断所述标准差是否小于预设标准差阈值；

若是，则采用孤立森林算法获取所述相位关系数据中的异常数据；

去除所述相位关系数据中的所述异常数据。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述有效相位关系数据生成控制信号，包括：

采用预设算法计算所述有效相位关系数据的相位差有效值，根据所述相位差有效值生成所述控制信号，所述预设算法包括平均值算法、中值算法、加权平均值算法、调和平均值算法、修剪平均值算法及几何平均值算法中的至少一种。

11.一种相位信号检测电路(10)，其特征在于，包括：

电流互感器(11)，用于采样闭环反馈系统输出的负载的电流信号；

电压互感器(12)，用于采样负载的电压信号；

鉴相器(13)，与所述电流互感器(11)、所述电压互感器(12)均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差或电流超前相位差；所述超前表征数据用于指示负载电流信号和负载电压信号之间的超前情况；所述电压超前相位差用于指示负载电压信号的相位减去负载电流信号的相位得到的差值；所述电流超前相位差用于指示负载电流信号的相位减去负载电压信号的相位得到的差值；其中，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组；

第一控制器(14)，与所述鉴相器(13)连接，用于获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，得到有效相位关系数据，并根据所述有效相位关系数据计算相位差有效值，所述相位差有效值用于对闭环控制系统进行闭环控制；所述异常数据为超出预设范围的所述电压超前相位差或所述电流超前相位差对应的相位关系数据。

12.一种控制电路(30)，其特征在于，所述电路包括：

电流互感器(11)，用于采样闭环反馈系统输出的负载的电流信号；

电压互感器(12)，用于采样负载的电压信号；

鉴相器(13)，与所述电流互感器(11)、所述电压互感器(12)均连接，用于根据接收的所述电流信号和所述电压信号，生成二者之间的相位关系数据；所述相位关系数据包括超前表征数据、电压超前相位差或电流超前相位差；所述超前表征数据用于指示负载电流信号和负载电压信号之间的超前情况；所述电压超前相位差用于指示负载电压信号的相位减去负载电流信号的相位得到的差值；所述电流超前相位差用于指示负载电流信号的相位减去负载电压信号的相位得到的差值；其中，所述相位关系数据为包括正值、负值和零这三种数值的数组；

第二控制器(34)，与所述鉴相器(13)连接，被配置为：

获取并去除所述相位关系数据中的异常数据，以得到有效相位关系数据；所述异常数据为超出预设范围的所述电压超前相位差或所述电流超前相位差对应的相位关系数据；

根据所述有效相位关系数据生成控制信号，所述控制信号用于控制闭环反馈系统输出的负载。

13.一种控制装置，其特征在于，包括：

如权利要求11所述的相位信号检测电路(10)；或

如权利要求12所述的控制电路(30)。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一项所述的方法的步骤。