CN113300676A - 一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法，涉及火电机组过程控制技术领域。通过构造两个平行的实际微分器，对一个实际微分器施加噪声干扰激励，得到其噪声功率增益过程，通过反馈过程控制以其噪声滤波参数控制值为控制量，噪声功率增益控制在预设的噪声功率增益给定，进行一阶惯性滤波跟踪得到第一噪声滤波参数控制值，使第一实际微分器噪声功率增益自动跟踪第二实际微分器噪声功率增益。本发明通过自动跟踪控制，将第一实际微分器噪声功率增益自动跟踪到预设数的噪声功率增益给定，将第一实际微分器的性能控制在最佳的状态。
Description
技术领域
本发明涉及火电机组过程控制技术领域，尤其涉及一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法。
背景技术
在火电机组过程控制领域，微分策略和微分器的使用十分广泛，微分器提供了一种基本的超前观测机制，对于提高过程控制的性能具有重要意义。然而微分器在实际应用中，会存在噪声干扰，这些噪声干扰在理想微分器(Ideal differentiator，ID)上没有得到全面的体现，且理想微分器在实际的物理应用中不可实现。在结构上，对理想微分器的输出进行某种形式的低通滤波(Low pass filter，LPF)，能够得到相应的实际微分器(Actualdifferentiator，AD)，但是实际微分器存在噪声干扰放大的问题。在噪声干扰水平较高时，例如噪声功率增益(Noise power gain，NPG)较高，会对实际微分器的输出信号造成严重的干扰，甚至造成实际微分器不能正常工作。
在很大程度上，实际微分器的噪声功率增益代表了实际微分器的噪声干扰水平。因此，如何解决实际微分器的噪声功率增益的在线控制问题是十分重要的。
发明内容
本发明目的在于，提供一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法，通过将实际微分器的噪声功率增益自动跟踪到预设的噪声功率增益给定，将实际微分器的性能控制在最佳的状态下。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，包括：
第一实际微分器，用于获取第一输入信号并输出第二输出信号；所述第一实际微分器的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
一阶惯性滤波器，用于获取第一实际微分器的噪声滤波参数原始值；
第二实际微分器，用于获取第二输入信号并输出第二输出信号；其中，所述第二实际微分器与所述第一实际微分器的参数相同，所述第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
噪声功率增益计算模块，用于获取所述第二输入信号和所述第二输出信号，并输出第二实际微分器的噪声功率增益；
比较器，用于获取预设的噪声幅值增益给定和所述噪声功率增益，并输出比较信号；
高性能比例积分控制器，用于获取所述比较信号并输出控制信号；
乘法器，用于获取所述第一噪声滤波参数原始值和所述控制信号，并输出第二噪声滤波参数控制值；所述第二噪声滤波参数控制值将反馈给所述第二实际微分器和所述一阶惯性滤波器；所述一阶惯性滤波器还用于将所述第二噪声滤波参数控制值处理后，输出第一噪声滤波参数控制值至所述第一实际微分器。
优选地，实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统还包括：
自动跟踪模块，用于输出启停信号至所述一阶惯性滤波器和所述高性能比例积分控制器；其中，所述启停信号为1时表示自动跟踪状态，所述启停信号为0时表示停止状态。
优选地，所述高性能比例积分控制器还用于获取来自所述高性能比例积分的IT输入端的常数1。
优选地，所述第一实际微分器的参数表达式为：
AD(s)＝TDsNF(s),
其中，AD(s)为所述第一实际微分器的传递函数，TD为所述第一实际微分器的微分时间常数，NF(s)为所述第一实际微分器中第一噪声滤波器的传递函数，TNFP为所述第一噪声滤波器的第一噪声滤波参数。
优选地，所述第二实际微分器的参数表达式为：
AD:S(s)＝TD:SsNF:S(s),
TNFP:S＝NFPCV:S(t)
其中，AD:S(s)为所述第二实际微分器的传递函数，TD:S为所述第二实际微分器的微分时间常数，NF:S(s)为所述第二实际微分器中第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为所述第二噪声滤波器的第二噪声滤波参数，NFPCV：S(t)为所述第二噪声滤波参数的控制值。
优选地，所述比较器的参数表达式为：
ISG(t)＝NPGG,
ISF(t)＝NPG:S(t)
其中，SC(t)为所述比较器输出的比较信号，ISG(t)为所述比较器的给定端输入信号，NPGG为预设的第一噪声幅值增益给定，ISF(t)为所述比较器的反馈端输入信号，NPG:S(t)为所述第二噪声功率增益，DZC为所述比较器的死区。
优选地，所述噪声功率增益计算模块的计算表达式为：
OSSO:B(t)＝[IS:B(t)]2,
OSSO:A(t)＝[IS:A(t)]2
其中，NPG(t)为所述噪声功率增益计算模块输出的噪声功率增益，L-1为拉普拉斯反变换，MVO:B(s)为平均值运算B的传递函数，OSSO:B(t)为平方值运算B的输出信号，IS:B(t)为所述第二输出信号，MVO:A(s)为平均值运算A的传递函数，OSSO:A(t)为平方值运算A的输出信号，IS:A(t)为所述第二输入信号，TMT为MVO:B(s)和MVO:A(s)共同的平均时间长度。
优选地，所述噪声干扰信号源的表达式为：
NJSS(t)＝[rand()％200-100]KFPRKNJSSOR,
KFPR＝0.01
其中，NJSS(t)为所述噪声干扰信号源，rand()为伪随机数函数，输出范围为0～32768的整型实数，％为求余数，％200为求200的余数，输出范围为0～200的整型实数，100为国定浮点实数，KFPR为固定比例调节的增益，KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节的增益。
本发明实施例还提供一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，包括：
将第一输入信号输入至第一实际微分器；其中，所述第一实际微分器的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
将所述噪声滤波参数原始值输入至一阶惯性滤波器的TI输入端；
将第二输入信号输入至第二实际微分器；其中，所述第二实际微分器与所述第一实际微分器的参数相同，所述第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
将所述第二输入信号和所述第二输出信号输入至噪声功率增益计算模块，得到第二实际微分器的噪声功率增益；
将预设的噪声幅值增益给定和所述噪声功率增益输入至比较器，得到比较信号；
将所述比较信号输入至高性能比例积分控制器，得到控制信号；
将所述第一噪声滤波参数原始值和所述控制信号输入至乘法器，得到第二噪声滤波参数控制值；
将所述第二噪声滤波参数控制值输入至所述第二实际微分器和所述一阶惯性滤波器；
将所述一阶惯性滤波器输出的第一噪声滤波参数控制值输入至所述第一实际微分器，得到第一输出信号。
优选地，实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法还包括：
将自动跟踪模块输出的启停信号输入至所述一阶惯性滤波器和所述高性能比例积分控制器；其中，所述启停信号为1时表示自动跟踪状态，所述启停信号为0时表示停止状态。
优选地，实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法还包括：
将常数1输入至所述高性能比例积分控制器的TI输入端。
优选地，所述第一实际微分器的参数表达式为：
AD(s)＝TDsNF(s),
其中，AD(s)为所述第一实际微分器的传递函数，TD为所述第一实际微分器的微分时间常数，NF(s)为所述第一实际微分器中第一噪声滤波器的传递函数，TNFP为所述第一噪声滤波器的第一噪声滤波参数。
优选地，所述第二实际微分器的参数表达式为：
AD:S(s)＝TD:SsNF:S(s),
TNFP:S＝NFPCV:S(t)
其中，AD:S(s)为所述第二实际微分器的传递函数，TD:S为所述第二实际微分器的微分时间常数，NF:S(s)为所述第二实际微分器中第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为所述第二噪声滤波器的第二噪声滤波参数，NFPCV：S(t)为所述第二噪声滤波参数的控制值。
优选地，所述比较器的参数表达式为：
ISG(t)＝NPGG,
ISF(t)＝NPG:S(t)
其中，SC(t)为所述比较器输出的比较信号，ISG(t)为所述比较器的给定端输入信号，NPGG为预设的第一噪声幅值增益给定，ISF(t)为所述比较器的反馈端输入信号，NPG:S(t)为所述第二噪声功率增益，DZC为所述比较器的死区。
优选地，所述噪声功率增益计算模块的计算表达式为：
OSSO:B(t)＝[IS:B(t)]2,
OSSO:A(t)＝[IS:A(t)]2
其中，NPG(t)为所述噪声功率增益计算模块输出的噪声功率增益，L-1为拉普拉斯反变换，MVO:B(s)为平均值运算B的传递函数，OSSO:B(t)为平方值运算B的输出信号，IS:B(t)为所述第二输出信号，MVO:A(s)为平均值运算A的传递函数，OSSO:A(t)为平方值运算A的输出信号，IS:A(t)为所述第二输入信号，TMT为MVO:B(s)和MVO:A(s)共同的平均时间长度。
优选地，所述噪声干扰信号源的表达式为：
NJSS(t)＝[rand()％200-100]KFPRKNJSSOR,
KFPR＝0.01
其中，NJSS(t)为所述噪声干扰信号源，rand()为伪随机数函数，输出范围为0～32768的整型实数，％为求余数，％200为求200的余数，输出范围为0～200的整型实数，100为国定浮点实数，KFPR为固定比例调节的增益，KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节的增益。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法，通过构造与第一实际微分器平行的第二实际微分器，通过噪声干扰信号源对第二实际微分器输入信号施加噪声干扰激励，通过噪声功率增益计算得到第二实际微分器噪声功率增益过程，通过反馈过程控制以第二噪声滤波参数控制值为控制量，以控制第二噪声滤波参数为手段，将第二实际微分器噪声功率增益控制在所述预设的噪声功率增益给定，通过对第二噪声滤波参数控制值进行一阶惯性滤波跟踪得到第一噪声滤波参数控制值，使第一实际微分器噪声功率增益自动跟踪第二实际微分器噪声功率增益。在反馈过程控制进入到稳态后，最终，第一实际微分器噪声功率增益过程自动跟踪到预设的噪声功率增益给定。本发明通过自动跟踪控制，将第一实际微分器噪声功率增益自动跟踪到预设数的噪声功率增益给定，将第一实际微分器的性能控制在最佳的状态下。通过将实际微分器的噪声功率增益自动跟踪到预设数的噪声功率增益给定，能够将实际微分器的性能控制在最佳的状态下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统的结构示意图；
图2为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中第一实际微分器的结构示意图；
图3为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中第二实际微分器的结构示意图；
图4为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中比较器和高性能比例积分控制器的连接关系示意图；
图5为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中乘法器和一阶惯性滤波器的连接关系示意图；
图6为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中噪声干扰信号源的原理示意图；
图7为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中噪声功率增益计算模块的原理示意图；
图8为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的流程示意图；
图9为本发明另一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的流程示意图；
图10为本发明某一实施例提供的计算机终端设备的结构示意图；
图11为本发明某一实施例提供的第二实际微分器的输入信号的仿真实验结果图；
图12为本发明某一实施例提供的第二实际微分器的输出信号的仿真实验结果图；
图13为本发明某一实施例提供的第二实际微分器的噪声功率增益的仿真实验结果图；
图14为本发明某一实施例提供的第二噪声滤波参数控制值的仿真实验结果图；
图15为本发明某一实施例提供的第一噪声滤波参数控制值的仿真实验结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
以下是本发明实施例的术语及其简称：
理想微分器(Ideal differentiator，ID)；低通滤波(Low pass filter，LPF)；实际微分器(Actual Differentiator，AD)；噪声功率增益(Noise power gain，NPG)；自动跟踪/停止(Auto tracking/Stop，AT/S)；噪声滤波器(Noise filter，NF)；噪声滤波参数(Noise filter parameters，NFP)；噪声滤波参数原始值(Noise filter parametersoriginal value，NFPOV)；噪声滤波参数控制值(Noise filter parameters controlvalue，NFPCV)；第二理想微分器(Ideal differentiator of second，ID:S)第二实际微分器(Actual Differentiator of second，AD:S)；高性能比例积分(High performanceProportional-Integral，HPPI)；噪声幅值给定(Noise power gain given，NPGG)；比较器死区(Dead zone，DZ)；高效积分器(High efficiency integrator，HEI)；惯性组合滤波器(Inertial combination filter，ICF)；跟踪输入(Tracking input，TI)；跟踪控制输出(Output tracking control，OTC)；噪声功率增益控制(Noise power gain control，NPGC)；噪声功率增益控制过程(Noise power gain control process，NPGCP)；带通滤波增益(Band pass filter gain，BPFG)；带通滤波带宽(Band pass filter bandwidth，BPFB)；输入噪声频率带宽(Input noise bandwidth，INFB)；一阶惯性滤波器(First orderinertia filter，FOIF)；噪声干扰信号源(Noise jamming signal source，NJSS)；余数(Finding remainder，FR)；固定比例调节(Fixed proportion regulation，FPR)；噪声干扰信号源输出调节(Noise jamming signal source output regulation，NJSSOR)；求余数信号(Finding remainder signal，FRS)；减法运算(Subtraction operation，SO)；减法运算信号(Subtraction operation signal，SOS)。
请参阅图1，图1为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统的结构示意图。在本实施例中，实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统包括：第一实际微分器10、第二实际微分器20、一阶惯性滤波器31、噪声功率增益计算模块32、比较器33、高性能比例积分控制器34和乘法器35。
第一实际微分器10，用于获取第一输入信号并输出第二输出信号；第一实际微分器10的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
一阶惯性滤波器31，用于获取第一实际微分器10的噪声滤波参数原始值；
第二实际微分器20，用于获取第二输入信号并输出第二输出信号；其中，第二实际微分器20与第一实际微分器10的参数相同，第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
噪声功率增益计算模块32，用于获取第二输入信号和第二输出信号，并输出第二实际微分器20的噪声功率增益；
比较器33，用于获取预设的噪声幅值增益给定和噪声功率增益，并输出比较信号；
高性能比例积分控制器34，用于获取比较信号并输出控制信号；
乘法器35，用于获取第一噪声滤波参数原始值和控制信号，并输出第二噪声滤波参数控制值；第二噪声滤波参数控制值将反馈给第二实际微分器20和一阶惯性滤波器31；一阶惯性滤波器31还用于将第二噪声滤波参数控制值处理后，输出第一噪声滤波参数控制值至第一实际微分器10。
在本发明实施例中，所述第一实际微分器10用于火电机组的过热汽温过程响应的超前观测。
在本发明某一实施例中，实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统还包括自动跟踪模块40：
自动跟踪模块40，用于输出启停信号至一阶惯性滤波器31和高性能比例积分控制器34；其中，启停信号为1时表示自动跟踪状态，启停信号为0时表示停止状态。
启停信号(Auto tracking/Stop，AT/S)，AT/S＝0代表停止状态，AT/S＝1代表自动跟踪状态。可以直接用AT/S代表自动跟踪或停止控制输出，启停信号为BOOL变量。
请参阅图2，图2为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中第一实际微分器的结构示意图。第一实际微分器10包括第一理想微分器11和第一噪声滤波器12。在本实施例中，第一实际微分器10(Actual differentiator，AD)的参数表达式为：
AD(s)＝TDsNF(s),
其中，AD(s)为第一实际微分器10的传递函数，TD为第一实际微分器10的微分时间常数，单位为s；NF(s)为第一实际微分器10中第一噪声滤波器的传递函数，TNFP为第一噪声滤波器的第一噪声滤波参数，单位为s。
当实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统还包括自动跟踪模块40时，需要对第一噪声滤波参进行选择输出，其表达式为：
TNFP＝NFPOS(t)
其中，NFPSO(t)为第一噪声滤波参数的选择输出，NFPOV为第一噪声滤波参数原始值，单位为s，NFPCV(t)为第一噪声滤波参数控制值，单位为s。AT/S为自动跟踪模块40的启停信号，为BOOL变量。TNFP为第一噪声滤波参数，单位为s。
对上述公式(2)进行分解，如下：
1)将所述NFPOV接入到所述NFPS的NFPOV输入端。
2)将所述NFPCV(t)接入到所述NFPS的NFPCV输入端。
3)将所述AT/S接入到所述NFPS的NFPS输入端。
4)在所述NFPS的SO输出端(Select output，SO)得到所述第一噪声滤波参数选择输出过程即NFPSO(t)。
5)用所述NFPSO(t)设置所述TNFP，即TNFP＝NFPSO(t)。如果所述AT/S＝0，则所述TNFP＝NFPOV。如果所述AT/S＝1，则所述TNFP＝NFPCV(t)。
请参阅图3，图3为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中第二实际微分器的结构示意图。第二实际微分器20包括第二理想微分器21和第二噪声滤波器22。在本实施例中，第二实际微分器20(AD of second，AD:S)的参数表达式为：
其中，AD:S(s)为第二实际微分器20的传递函数，TD:S为第二实际微分器20的微分时间常数，单位为s，NF:S(s)为第二实际微分器20中第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为第二噪声滤波器的第二噪声滤波参数，单位为s，NFPCV：S(t)为第二噪声滤波参数的控制值，单位无量纲。
作为示例，第二噪声滤波参数的设置方法如下：将NFPCV:S(t)接入到AD:S的NFPCV:S输入端，即用NFPCV:S(t)设置TNFP:S，即TNFP:S＝NFPCV(t)。
请参阅图4，图4为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中比较器和高性能比例积分控制器的连接关系示意图。比较器33和高性能比例积分器34对数据进行处理的过程即高性能比例高性能比例积分控制与反馈过程控制。在本实施例中，比较器33(Comparator，C)的参数表达式为：
其中，SC(t)为比较器33输出的比较信号，单位为无量纲；ISG(t)为比较器33的给定端输入信号，单位为无量纲。ISG(t)＝NPG，NPG为预设的第一噪声幅值给定，单位为无量纲；ISF(t)为比较器33的反馈端输入信号，单位为无量纲。NPG:S(t)为第二噪声幅值增益，单位为无量纲；DZC为比较器33死区(Dead zone，DZ)，单位为无量纲。
高性能比例积分器(HPPI)的参数表达式为：
其中，其中HPPI(s)为HPPI的传递函数。KHPPI为HPPI的比例增益，单位为无量纲。HEI(s)为高效积分器(High efficiency integrator，HEI)的传递函数。ICF(s)为惯性组合滤波器(Inertial combination filter，ICF)的传递函数。nICF为ICF的的整数阶次，单位为无量纲。THEI为HEI的时间常数，单位为s。
HPPI控制输出的跟踪控制的参数表达式为：
其中，COHPPI(t)为HPPI控制输出信号，单位为无量纲。TI为HPPI控制跟踪输入(Tracking input，TI)，单位为无量纲。OTC为HPPI控制输出跟踪控制(Output trackingcontrol，OTC)，为BOOL变量。L-1为拉普拉斯反变换。HPPI(s)为HPPI的传递函数。AT/S为自动跟踪模块40的启停信号，为BOOL变量。SC(t)为比较器33输出的比较信号，单位为无量纲。
HPPI输出跟踪控制步骤如下：
1)将常数1接入到所述高性能比例积分控制的TI输入端。
2)将所述AT/S接入到所述高性能比例积分控制的OTC输入端。
3)如果所述AT/S＝0，则OTC＝AT/S＝0，则所述HPPI控制输出信号过程即COHPPI(t)跟踪常数1，即COHPPI(t)＝TI＝1。
COHPPI(t)为所述HPPI控制输出信号过程
4)如果所述AT/S＝1，则OTC＝AT/S＝1，则所述HPPI控制输出信号过程即
所述HPPI控制输出信号过程即COHPPI(t)有初值记忆作用，在OTC＝AT/S＝1后，COHPPI(t)将在常数1的基础上变化。
在比较器33死区DZC＝0，反馈控制系统的表达式为：
其中，NPGCAD:S(s)为第二实际微分器20的噪声功率增益控制的传递函数。HPPI(s)为HPPI的传递函数。NPGCP(s)为第二实际微分器20的噪声功率增益控制过程的传递函数，近似线性比例系统(Proportional system，NPS)。BPFGAD:S为第二实际微分器20的带通滤波增益，单位为无量纲。BPFBAD:S为第二实际微分器20的带通滤波带宽，单位为rad/s。INBAD:S为第二实际微分器20的输入噪声频率带宽，单位为rad/s。
请参阅图5，图5为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中乘法器和一阶惯性滤波器部分的连接关系示意图。在本实施例中，乘法器35部分和一阶惯性滤波器31部分分别构成反馈过程控制量和自动跟踪量流程。
其中，反馈过程控制量的表达式为：
NFPCV:S(t)＝OSHPPI(t)NFPOV (8)
其中，NFPCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制值即反馈过程控制量，单位为s。COHPPI(t)为HPPI控制输出信号，单位为无量纲。NFPOV为第一噪声滤波参数原始值，单位为s。
自动跟踪量的表达式为：
其中，FOIF(s)为一阶惯性滤波器31的传递函数，TFOIF为一阶惯性滤波器31的时间常数，单位为s；NFPCV(t)为第一噪声滤波参数控制值即自动跟踪量，单位为s；TI为一阶惯性滤波器31的跟踪输入，单位为无量纲；NFPOV为第一噪声滤波参数原始值，单位为s；OTC为一阶惯性滤波器31的跟踪控制，为BOOL变量；AT/S为自动跟踪模块40的启停信号，为BOOL变量；L-1为拉普拉斯反变换；NFPCV:S(t)为第二噪声滤波参数控制值，单位为s。
在某一具体实施例中，一阶惯性滤波器31跟踪控制步骤如下：
1)将第一噪声滤波参数原始值即NFPOV接入到一阶惯性滤波器31的TI输入端，使得TI＝NFPOV。
2)将AT/S接入到一阶惯性滤波器31的OTC输入端，使得OTC＝AT/S。
3)如果AT/S＝0，则OTC＝AT/S＝0，则一阶惯性滤波器31输出信号过程即NFPCV:S(t)跟踪NFPOV，实现NFPCV:S(t)＝TI＝NFPOV。
4)如果AT/S＝1，则OTC＝AT/S＝1，则一阶惯性滤波器31输出信号过程即NFPCV(t)为对第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)的一阶惯性滤波跟踪；NFPCV(t)有初值记忆作用，在OTC＝AT/S＝1后，NFPCV(t)将在NFPOV的基础上变化。
请参阅图6，图6为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中噪声干扰信号源的原理示意图。
噪声干扰信号源的表达式为：
其中，NJSS(t)为噪声干扰信号源，rand()为伪随机数函数，输出范围为0～32768的整型实数，单位为无量纲；％为求余数(Finding remainder，FR)，％200为求200的余数，输出范围0～200整型实数，单位为无量纲；100为国定浮点实数，单位为无量纲；KFPR为固定比例调节(Fixed proportion regulation，FPR)的增益，单位为无量纲，固定KFPR＝0.01；KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节(Noisejamming signal source output regulation，NJSSOR)的增益，单位为无量纲。
伪随机数是用确定性的算法计算出来自[0,1]均匀分布的随机数序列。并不真正的随机，但具有类似于随机数的统计特征，如均匀性、独立性等。在计算伪随机数时，若使用的初值(种子)不变，那么伪随机数的数序也不变。伪随机数可以用计算机大量生成，在模拟研究中为了提高模拟效率，一般采用伪随机数代替真正的随机数。模拟中使用的一般是循环周期极长并能通过随机数检验的伪随机数，以保证计算结果的随机性。
对公式(10)进行分解，如下：
1)获取伪随机数函数，表达为：
rand() (11)
其中，rand()为伪随机数函数，输出范围0～32768整型实数，单位为无量纲。
2)将伪随机数函数的输出接入到求余数的输入端，在求余数的输出端得到求余数信号(Finding remainder signal，FRS)，表达为：
FRS(t)＝rand()％200 (12)
其中，FRS(t)为求余数信号，输出范围0～200整型实数，单位为无量纲；％200为求200的余数；rand()为伪随机数函数。
3)将求余数信号接入到减法运算(Subtraction operation，SO)的被减数输入端，将国定浮点实数100接入到减法运算的减数输入端，在减法运算的输出端得到减法运算信号(Subtraction operation signal，SOS)，表达为：
SOS(t)＝FRS(t)-100 (13)
其中，SOS(t)为减法运算信号，输出范围±100浮点实数，单位为无量纲。FRS(t)为求余数信号。
4)将减法运算信号接入到固定比例调节的输入端，在固定比例调节的输出端得到固定比例调节信号(Fixed proportion regulation signal，FPRS)，表达为：
FPRS(t)＝KFPRSOS(t) (14)
其中，FPRS(t)为固定比例调节信号，输出范围±1浮点实数，单位为无量纲；KFPR为固定比例调节的增益，固定KFPR＝0.01。SOS(t)为所述减法运算信号。
5)将固定比例调节信号接入到噪声干扰信号源输出调节的输入端，在噪声干扰信号源输出调节的输出端得到噪声干扰信号源，表达为：
NJSS(t)＝KNJSSORFPRS(t) (15)
其中，NJSS(t)为噪声干扰信号源，单位为无量纲。KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节的增益，单位为无量纲；FPRS(t)为固定比例调节信号。
请参阅图7，图7为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统中噪声功率增益计算模块的原理示意图。在本实施例中，通过所述噪声功率增益计算，得到输入信号B(Input signal of B，IS:B)相对输入信号A(Input signal of A，IS:A)的噪声功率增益计算结果，并在所述噪声功率增益计算的OS输出端(Output signal，OS)输出所述噪声功率增益计算结果。
噪声功率增益计算的表达式为：
其中，NPG(t)为(第二实际微分器的)噪声功率增益，单位为无量纲；L-1为拉普拉斯反变换；MVO:B(s)为平均值运算B(Mean value operation of B，MVO:B)的传递函数；OSSO:B(t)为平方运算B(Square operation of B，SO:B)输出信号过程，单位为无量纲；IS:B(t)为输入信号B过程，单位为无量纲；MVO:A(s)为平均值运算A(Mean value operation of A，MVO:A)的传递函数；OSSO:A(t)为平方运算A(Square operation of A，SO:A)输出信号过程，单位为无量纲；IS:A(t)为输入信号A过程，单位为无量纲；TMT为MVO:B(s)和MVO:A(s)共同的平均时间(Mean time，MT)长度，单位为s。
对公式(16)进行分解，如下：
1)将所述输入信号B接入到平方运算B的输入端。
2)将所述平方运算B的输出端接入到平均值运算B的输入端。
3)将所述输入信号A接入到平方运算A的输入端。
4)将所述平方运算A的输出端接入到平均值运算A的输入端。
5)将所述平均值运算B的输出端接入到除法运算(Division operation，DO)的被除数输入端。将所述平均值运算A的输出端接入到除法运算(Division operation，DO)的除数输入端。在所述除法运算的输出端得到所述噪声功率增益计算过程，用NPG(t)表达所述噪声功率增益计算过程，单位为无量纲。
6)将所述噪声功率增益即NPG(t)在噪声功率增益计算模块32的OS输出端输出。
请参阅图8，图8为本发明某一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的流程示意图。在本实施例中，实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法包括以下步骤：
S110，将第一输入信号输入至第一实际微分器10；其中，第一实际微分器10的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
S120，将噪声滤波参数原始值输入至一阶惯性滤波器31的TI输入端；
在某一实施例中，将噪声滤波参数原始值输入至一阶惯性滤波器31的TI输入端前，包括获取所述第一实际微分器10的参数，所述第一实际微分器10的参数包括：微分时间常数TD和第一噪声滤波参数原始值NFPOV。
S130，将第二输入信号输入至第二实际微分器20；其中，第二实际微分器20与第一实际微分器10的参数相同，第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
S140，将第二输入信号和第二输出信号输入至噪声功率增益计算模块32，得到第二实际微分器20的噪声功率增益；
在某一实施例中，步骤S140包括：将第二实际微分器20的输入信号即ISAD:S(t)接入到噪声功率增益计算模块32的IS:A输入端；将第二实际微分器20输入信号即OSAD:S(t)接入到噪声功率增益计算模块32的IS:B输入端；在噪声功率增益计算模块32的输出端得到第二实际微分器20噪声功率增益即NPGAD:S(t)。
S150，将预设的噪声幅值增益给定和噪声功率增益输入至比较器33，得到比较信号；
在某一实施例中，步骤S150包括：将预设的噪声功率增益给定即NPGG接入到平方根运算A的输入端，在平方根运算A的输出端得到平方根运算A信号即SSRO:A(t)。将第二实际微分器20噪声功率增益即NPGAD:S(t)接入到平方根运算B的输入端，在平方根运算B的输出端得到平方根运算B信号过程即SSRO:B(t)。将平方根运算A信号过程接入到比较器33的正输入端。将平方根运算B信号过程接入到比较器33的负输入端。在比较器33输出端得到比较信号即SC(t)。
S160，将比较信号输入至高性能比例积分控制器34，得到控制信号；
在某一实施例中，步骤S160包括：将比较信号过程接入到高性能比例积分控制器34的输入端。在高性能比例积分控制器34的输出端得到(HPPI)控制信号过程即COHPPI(t)。
S170，将第一噪声滤波参数原始值和控制信号输入至乘法器35，得到第二噪声滤波参数控制值；
在某一实施例中，步骤S170包括：将(HPPI)控制信号即COHPPI(t)接入到乘法器35的第一个输入端，将第一噪声滤波器参数原始值即NFPOV接入到乘法器35的第二个输入端。在乘法器35输出端得到第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)。
S180，将第二噪声滤波参数控制值输入至第二实际微分器20和一阶惯性滤波器31；
在某一实施例中，步骤S180包括：将第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)接入到第二实际微分器20的NFPCV:S输入端，用于给定第二噪声滤波参数即TNFP:S，实现TNFP:S＝NFPCV:S(t)。
S190，将一阶惯性滤波器31输出的第一噪声滤波参数控制值输入至第一实际微分器10，得到第一输出信号。
在某一实施例中，步骤S190包括：将第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)接入到一阶惯性滤波器31的输入端；在一阶惯性滤波器31输出端得到第一噪声滤波参数控制值即NFPCV(t)；将第一噪声滤波参数控制值过程即NFPCV(t)接入到第一实际微分器10的NFPCV输入端，用于设置第一噪声滤波参数即TNFP，对第一实际微分器10噪声功率增益过程即NPGAD(t)进行自动跟踪控制。
请参阅图9，图9为本发明另一实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的流程示意图。在本实施例中与上述实施例相同的部分，在此不再赘述。在本实施例中，实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法还包括步骤S100，将自动跟踪模块40输出的启停信号输入至一阶惯性滤波器31和高性能比例积分控制器34；其中，启停信号为1时表示自动跟踪状态，启停信号为0时表示停止状态。
1)设置停止状态，即AT/S＝0，则反馈过程控制停止工作，HPPI控制信号即COHPPI(t)＝1，第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)＝COHPPI(t)NFPOV＝NFPOV，第一噪声滤波参数控制值过程即NFPCV(t)＝NFPOV，第二噪声滤波参数即TNFP:S＝NFPOV，第一噪声滤波参数即TNFP＝NFPOV。
2)设置自动跟踪状态，即AT/S＝1，则反馈过程控制开始工作，第二噪声滤波参数控制值过程即NFPCV:S(t)＝COHPPI(t)NFPOV，所述第一噪声滤波参数控制值过程即NFPCV(t)为对所述NFPCV:S(t)的一阶惯性滤波跟踪输出，第二噪声滤波参数即TNFP:S＝NFPCV:S(t)，第一噪声滤波参数即TNFP＝NFPCV(t)。
在自动跟踪状态下，即AT/S＝1，，通过反馈过程控制，以第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)为控制量，以控制第二噪声滤波参数TNFP:S为手段，即TNFP:S＝NFPCV:S(t)，将第二实际微分器20噪声功率增益即NPGAD:S(t)控制在预设数的噪声功率增益给定即NPGG；通过对第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)进行一阶惯性滤波跟踪得到第一噪声滤波参数控制值即NFPCV(t)，使第一实际微分器10噪声功率增益过程即NPGAD(t)自动跟踪所述第二实际微分器20噪声功率增益过程即NPGAD:S(t)。在所述反馈过程控制进入到稳态后，最终，第一实际微分器10噪声功率增益过程即NPGAD(t)自动跟踪到预设数的噪声功率增益给定即NPGG。
由于噪声干扰信号的不稳定性，在反馈过程控制进入稳态后，第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)将在其平均值(Average value，AV)附近波动，用NFPCV:S:AV表达NFPCV:S(t)的平均值，单位为s。因为对第二噪声滤波参数控制值即NFPCV:S(t)进行一阶惯性滤波跟踪得到滤波参数控制值即NFPCV(t)，相对NFPCV:S(t)，NFPCV(t)更加平稳。
本发明实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法中，各结构的具体参数或表达式与上述实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统部分介绍相同，在此不再赘述。应当注意的是，本发明实施例提供的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，可以应用于一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪装置，实际微分器噪声功率增益自动跟踪装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。任意执行本发明技术方案提出的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的装置都应属于本发明保护的范围。
请参阅图10，图10为本发明某一实施例提供的计算机终端设备的结构示意图。本实施例提供的计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法。
处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
为了进一步对本发明提供实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法进行说明，本发明某一具体实施例介绍如下：
请结合图1-8，本实施例中第一实际微分器的参数为：TD＝150s，NFPOV＝30s。相应地，除了TNFP:S，所述第二实际微分器参数为：TD:S＝TD＝150s；设置所述噪声干扰信号源的KNJSSOR＝0.1；设置所述噪声功率增益计算的平均时间长度即TMT＝500s；设置所述比较器的DZC＝0.25。设置所述高性能比例积分控制的KHPPI＝0.35，THEI＝1500s，nICF＝16；设置所述一阶惯性滤波的TFOIF＝500s；设置所述预设数的噪声功率增益给定NPGG＝6.5。
在数字离散测量间隔为1s，从过程时间t＝0s开始设置自动跟踪状态，即AT/S＝1。得到所述第二实际微分器输入信号过程的仿真实验结果，为图11所示。得到所述第二实际微分器输出信号过程的仿真实验结果，为图12所示。得到所述第二实际微分器的噪声功率增益过程的仿真实验结果，为图13所示。得到所述第二噪声滤波参数控制值过程的仿真实验结果，为图14所示。得到所述第一噪声滤波参数控制值过程的仿真实验结果，为图15所示。
如图13所示，在给出的过程时间t＝0-8000s范围，从t＝0s开始，所述第二实际微分器的噪声功率增益逐渐向所述预设数的噪声功率增益给定6.5收敛，最终在6.5附近波动。如图14所示，从t＝0s开始，所述第二噪声滤波参数控制值过程即NFPCV:S(t)从30s逐渐减小，最终在所述第二噪声滤波参数控制值的平均值即NFPCV:S:AV附近波动。其中NFPCV:S(t)在t＝500s～8000s的NFPCV:S:AV＝10.1s。如图15所示，相对所述第二噪声滤波参数控制值过程即NFPCV:S(t)，所述第一噪声滤波参数控制值即NFPCV(t)更加平稳。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供的一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法，通过构造与所述第一实际微分器平行的所述第二实际微分器，通过噪声干扰信号源对所述第二实际微分器输入信号施加噪声干扰激励，通过所述噪声功率增益计算得到所述第二实际微分器噪声功率增益过程NPGAD:S(t)。通过所述反馈过程控制，以所述第二噪声滤波参数控制值过程即NFPCV:S(t)为控制量，以控制所述第二噪声滤波参数即TNFP:S为手段，即TNFP:S＝NFPCV:S(t)，将所述第二实际微分器噪声功率增益过程即NPGAD:S(t)控制在所述预设数的噪声功率增益给定即NPGG；通过对所述第二噪声滤波参数控制值过程NFPCV:S(t)进行一阶惯性滤波跟踪得到所述第一噪声滤波参数控制值过程即NFPCV(t)，使所述第一实际微分器噪声功率增益过程即NPGAD(t)自动跟踪所述第二实际微分器噪声功率增益过程即NPGAD:S(t)。在所述反馈过程控制进入到稳态后，最终，所述第一实际微分器噪声功率增益过程即NPGAD(t)自动跟踪到所述预设数的噪声功率增益给定即NPGG；明显特点是：通过自动跟踪控制，将所述第一实际微分器噪声功率增益自动跟踪到所述预设数的噪声功率增益给定，将所述第一实际微分器的性能控制在最佳的状态下。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，包括：
第一实际微分器，用于获取第一输入信号并输出第二输出信号；所述第一实际微分器的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
一阶惯性滤波器，用于获取第一实际微分器的噪声滤波参数原始值；
第二实际微分器，用于获取第二输入信号并输出第二输出信号；其中，所述第二实际微分器与所述第一实际微分器的参数相同，所述第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
噪声功率增益计算模块，用于获取所述第二输入信号和所述第二输出信号，并输出第二实际微分器的噪声功率增益；
比较器，用于获取预设的噪声幅值增益给定和所述噪声功率增益，并输出比较信号；
高性能比例积分控制器，用于获取所述比较信号并输出控制信号；
乘法器，用于获取所述第一噪声滤波参数原始值和所述控制信号，并输出第二噪声滤波参数控制值；所述第二噪声滤波参数控制值将反馈给所述第二实际微分器和所述一阶惯性滤波器；所述一阶惯性滤波器还用于将所述第二噪声滤波参数控制值处理后，输出第一噪声滤波参数控制值至所述第一实际微分器。
2.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，还包括：
自动跟踪模块，用于输出启停信号至所述一阶惯性滤波器和所述高性能比例积分控制器；其中，所述启停信号为1时表示自动跟踪状态，所述启停信号为0时表示停止状态。
3.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述高性能比例积分控制器还用于获取来自所述高性能比例积分的IT输入端的常数1。
4.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述第一实际微分器的参数表达式为：
AD(s)＝TDsNF(s),
其中，AD(s)为所述第一实际微分器的传递函数，TD为所述第一实际微分器的微分时间常数，NF(s)为所述第一实际微分器中第一噪声滤波器的传递函数，TNFP为所述第一噪声滤波器的第一噪声滤波参数。
5.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述第二实际微分器的参数表达式为：
AD:S(s)＝TD:SsNF:S(s),
TNFP:S＝NFPCV:S(t)
其中，AD:S(s)为所述第二实际微分器的传递函数，TD:S为所述第二实际微分器的微分时间常数，NF:S(s)为所述第二实际微分器中第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为所述第二噪声滤波器的第二噪声滤波参数，NFPCV：S(t)为所述第二噪声滤波参数的控制值。
6.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述比较器的参数表达式为：
ISG(t)＝NPGG,
ISF(t)＝NPG:S(t)
其中，SC(t)为所述比较器输出的比较信号，ISG(t)为所述比较器的给定端输入信号，NPGG为预设的第一噪声幅值增益给定，ISF(t)为所述比较器的反馈端输入信号，NPG:S(t)为所述第二噪声功率增益，DZC为所述比较器的死区。
7.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述噪声功率增益计算模块的计算表达式为：
OSSO:B(t)＝[IS:B(t)]2,
OSSO:A(t)＝[IS:A(t)]2
其中，NPG(t)为所述噪声功率增益计算模块输出的噪声功率增益，L-1为拉普拉斯反变换，MVO:B(s)为平均值运算B的传递函数，OSSO:B(t)为平方值运算B的输出信号，IS:B(t)为所述第二输出信号，MVO:A(s)为平均值运算A的传递函数，OSSO:A(t)为平方值运算A的输出信号，IS:A(t)为所述第二输入信号，TMT为MVO:B(s)和MVO:A(s)共同的平均时间长度。
8.根据权利要求1所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统，其特征在于，所述噪声干扰信号源的表达式为：
NJSS(t)＝[rand()％200-100]KFPRKNJSSOR,
KFPR＝0.01
其中，NJSS(t)为所述噪声干扰信号源，rand()为伪随机数函数，输出范围为0～32768的整型实数，％为求余数，％200为求200的余数，输出范围为0～200的整型实数，100为国定浮点实数，KFPR为固定比例调节的增益，KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节的增益。
9.一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，包括：
将第一输入信号输入至第一实际微分器；其中，所述第一实际微分器的参数包括第一微分时间常数和第一噪声滤波参数原始值；
将所述噪声滤波参数原始值输入至一阶惯性滤波器的TI输入端；
将第二输入信号输入至第二实际微分器；其中，所述第二实际微分器与所述第一实际微分器的参数相同，所述第二输入信号包括由噪声干扰信号源输出的噪声干扰激励；
将所述第二输入信号和所述第二输出信号输入至噪声功率增益计算模块，得到第二实际微分器的噪声功率增益；
将预设的噪声幅值增益给定和所述噪声功率增益输入至比较器，得到比较信号；
将所述比较信号输入至高性能比例积分控制器，得到控制信号；
将所述第一噪声滤波参数原始值和所述控制信号输入至乘法器，得到第二噪声滤波参数控制值；
将所述第二噪声滤波参数控制值输入至所述第二实际微分器和所述一阶惯性滤波器；
将所述一阶惯性滤波器输出的第一噪声滤波参数控制值输入至所述第一实际微分器，得到第一输出信号。
10.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，还包括：
将自动跟踪模块输出的启停信号输入至所述一阶惯性滤波器和所述高性能比例积分控制器；其中，所述启停信号为1时表示自动跟踪状态，所述启停信号为0时表示停止状态。
11.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，还包括：
将常数1输入至所述高性能比例积分控制器的TI输入端。
12.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，所述第一实际微分器的参数表达式为：
AD(s)＝TDsNF(s),
其中，AD(s)为所述第一实际微分器的传递函数，TD为所述第一实际微分器的微分时间常数，NF(s)为所述第一实际微分器中第一噪声滤波器的传递函数，TNFP为所述第一噪声滤波器的第一噪声滤波参数。
13.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，所述第二实际微分器的参数表达式为：
AD:S(s)＝TD:SsNF:S(s),
TNFP:S＝NFPCV:S(t)
其中，AD:S(s)为所述第二实际微分器的传递函数，TD:S为所述第二实际微分器的微分时间常数，NF:S(s)为所述第二实际微分器中第二噪声滤波器的传递函数，TNFP:S为所述第二噪声滤波器的第二噪声滤波参数，NFPCV：S(t)为所述第二噪声滤波参数的控制值。
14.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，所述比较器的参数表达式为：
ISG(t)＝NPGG,
ISF(t)＝NPG:S(t)
其中，SC(t)为所述比较器输出的比较信号，ISG(t)为所述比较器的给定端输入信号，NPGG为预设的第一噪声幅值增益给定，ISF(t)为所述比较器的反馈端输入信号，NPG:S(t)为所述第二噪声功率增益，DZC为所述比较器的死区。
15.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，所述噪声功率增益计算模块的计算表达式为：
OSSO:B(t)＝[IS:B(t)]2,
OSSO:A(t)＝[IS:A(t)]2
其中，NPG(t)为所述噪声功率增益计算模块输出的噪声功率增益，L-1为拉普拉斯反变换，MVO:B(s)为平均值运算B的传递函数，OSSO:B(t)为平方值运算B的输出信号，IS:B(t)为所述第二输出信号，MVO:A(s)为平均值运算A的传递函数，OSSO:A(t)为平方值运算A的输出信号，IS:A(t)为所述第二输入信号，TMT为MVO:B(s)和MVO:A(s)共同的平均时间长度。
16.根据权利要求9所述的实际微分器噪声功率增益自动跟踪方法，其特征在于，所述噪声干扰信号源的表达式为：
NJSS(t)＝[rand()％200-100]KFPRKNJSSOR,
KFPR＝0.01
其中，NJSS(t)为所述噪声干扰信号源，rand()为伪随机数函数，输出范围为0～32768的整型实数，％为求余数，％200为求200的余数，输出范围为0～200的整型实数，100为国定浮点实数，KFPR为固定比例调节的增益，KNJSSOR为噪声干扰信号源输出调节的增益。
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| CN202110580736.0A CN113300676B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种实际微分器噪声功率增益自动跟踪系统及方法 |
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Also Published As
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