CN115421373A - 过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统 - Google Patents

过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统 Download PDF

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CN115421373A CN202211069132.0A CN202211069132A CN115421373A CN 115421373 A CN115421373 A CN 115421373A CN 202211069132 A CN202211069132 A CN 202211069132A CN 115421373 A CN115421373 A CN 115421373A
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Abstract

本申请公开了一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统，通过利用输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；利用正向超前信号提取单元，提取目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；利用负向超前信号提取单元，提取目标过程号中下降趋势的第二超前信号；利用加法器，对第一超前信号和第二超前信号进行加法运算，得到输入信号的目标超前信号。本申请的过程超前提取器通过输入微分器使控制过程的控制信号转换为微分信号，再利用正向超前信号提取单元和负向超前信号提取单元，实现过程信号的双向超前信号提取，以使过程信号输出时间缩短，有效抑制信号偏差问题。同时将该过程超前提取器用于构建火电机组的脱硝控制系统，增强控制效果。

Description

过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统
技术领域
本申请涉及火电机组过程控制技术领域，尤其涉及一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统。
背景技术
燃煤火电机组的脱硝控制系统用于脱除锅炉排放烟气中的氮氧化物(NOX)。目前，在脱销过程中，采用基于工程最速积分器(Engineering fastest integrator，EFI)的工程最速比例积分控制器(Engineering fastest proportional-integral，EFPI)运用于脱硝控制系统，能够对减小NOX的实际脱除量与标准给定量之间的偏差起到一定作用，但是EFPI依旧无法更好地减小NOX偏差。因此，在EFPI基础上开发出一些有效减小脱销过程的NOX偏差的辅助方法非常重要。
发明内容
本申请提供了一种过程信号的超前信号提取方法及脱硝控制系统，以能够辅助EFPI更好的减小脱硝过程的NOX偏差，提高脱硝控制系统的脱硝控制效果。
为了解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种过程信号的超前信号提取方法，应用于过程超前提取器，所述过程超前提取器包括输入微分器、正向超前信号提取单元、负向超前信号提取单元和加法器，所述方法包括：
利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；
利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；
利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；
利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。
作为优选，所述输入信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号。
作为优选，所述利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号，包括：
利用所述输入微分器，将所述输入信号中的上升趋势转换为正极偏差信号，将所述输入信号中的下降趋势转换为负极偏差信号，所述正极偏差信号和所述负极偏差信号组成所述目标偏差信号，所述输入微分器为：
Figure BDA0003827454690000021
其中，IND(s)为输入微分器的传递函数，TIND为微分时间常数，s为拉普拉斯算子。
作为优选，所述正向超前信号提取单元包括第一正反馈环节、第一加速器、第一限幅器、第一微分器和正向输出控制器，所述利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号，包括：
利用所述第一正反馈环节，控制所述第一加速器进行加速；
利用所述第一加速器，对所述目标偏差信号中的正极偏差信号进行加速，得到第一加速信号；
利用所述第一限幅器，对所述第一加速信号进行限幅，得到第一限幅信号；
利用所述第一微分器，对所述第一限幅信号进行信号转换，得到第一微分输出信号；
利用所述正向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标正极信号，所述目标正极信号为所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号。
作为优选，所述第一加速器为：
Figure BDA0003827454690000022
其中，IA(s)为所述第一加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TIA为所述第一加速器的积分时间常数；
所述第一限幅器为：
Figure BDA0003827454690000031
其中，IA(t)为所述第一加速器的的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
所述第一微分器为：
Figure BDA0003827454690000032
其中，DA(s)为所述第一微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TDA为所述第一微分器的微分时间常数，KDA为所述第一微分器的微分增益；
所述正向输出控制器为：
Figure BDA0003827454690000033
其中，FOC(t)为所述正向输出控制器的输出信号，DA(t)为所述第一微分器的输出信号。
作为优选，所述负向超前信号提取单元包括第二正反馈环节、第二加速器、第二限幅器、第二微分器和负向输出控制器，所述利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号，包括：
利用所述第二正反馈环节，控制所述第二加速器进行加速；
利用所述第二加速器，对所述目标偏差信号中的负极偏差信号进行加速，得到第二加速信号；
利用所述第二限幅器，对所述第二加速信号进行限幅，得到第二限幅信号；
利用所述第二微分器，对所述第二限幅信号进行信号转换，得到第二微分输出信号；
利用所述负向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标负极信号，所述目标负极信号为所述目标偏差信号中下降趋势的第二超前信号。
作为优选，所述第二加速器为：
Figure BDA0003827454690000041
其中，IB(s)为所述第二加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TIB为所述第二加速器的积分时间常数；
所述第二限幅器为：
Figure BDA0003827454690000042
其中，IB(t)为第二加速器的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
所述第二微分器为：
Figure BDA0003827454690000043
其中，DB(s)为所述第二微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TDB为所述第二微分器的微分时间常数，KDB为所述第二微分器的微分增益；
所述负向输出控制器为：
Figure BDA0003827454690000044
其中，NOC(t)为所述负向输出控制器的输出信号，DB(t)为所述第二微分器的输出信号。
第二方面，本申请还提供一种脱硝控制系统，包括控制器，所述控制器包括工程最速比例积分控制器和如第一方面所述的过程超前提取器，所述工程最速比例积分器的输入信号和所述过程超前提取器的输入信号为过程信号，所述过程信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号，所述控制器为：
C(s)＝EFPI(s)+PLO(s)；
其中，C(s)为控制器的传递函数，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，PLO(s)为过程超前提取器的传递函数。
作为优选，所述工程最速比例积分控制器的传递函数为：
Figure BDA0003827454690000051
其中，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，s为拉普拉斯算子，KEFPI为工程最速比例积分控制器的的串级比例增益，n为工程最速比例积分控制器的阶次，TEFI为工作最速积分器的时间常数。
作为优选，所述过程超前提取器的传递函数为：
Figure BDA0003827454690000052
其中，TIND为输入微分器的微分时间常数，s为拉普拉斯算子，IA(t)为第一加速器的输出信号，TIA为第一加速器的积分时间常数，TDA为第一微分器的微分时间常数，KDA为第一微分器的微分增益，IB(t)为第二加速器的输出信号，TIB为第二加速器的积分时间常数，TDB为第二微分器的微分时间常数，KDB为第二微分器的微分增益。
与现有技术相比，本申请至少具备以下有益效果：
通过利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。本申请的过程超前提取器通过所述输入微分器使控制过程的控制信号转换为微分信号，再利用正向超前信号提取单元和负向超前信号提取单元，实现过程信号的双向超前信号提取，以使过程信号输出时间缩短，有效抑制信号偏差问题。同时将该过程超前提取器用于构建火电机组的脱硝控制系统，减小氮氧化物信号偏差，最终增强控制效果。
此外，本申请通过限幅器对加速器的输出进行条件限幅，并配合输入微分器和双向超前信号提取，解决当前缺乏针对氮氧化物(NOX)超量问题的辅助抑制技术的问题，有效抑制火电机组的脱硝控制系统的脱硝控制过程的双向超量问题，降低减小氮氧化物信号偏差，从而能够提高脱硝控制效果。
附图说明
图1为本申请实施例示出的过程信号的超前信号提取方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例示出的过程超前提取器的结构示意图；
图3为本申请另一实施例示出的过程超前提取器的结构示意图；
图4为本申请实施例示出的过程超前提取器与常规微分器的信号流向示意图；
图5为本申请实施例示出的过程超前提取器与常规微分器的提取结果示意图；
图6为本申请实施例示出的脱硝控制系统的结构示意图；
图7为本申请实施例示出的脱硝控制系统的控制结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
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，在本申请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申请。如在本申请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。
在本申请描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本申请描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种过程信号的超前信号提取方法的流程示意图。本申请实施例的过程信号的超前信号提取方法可应用于过程超前提取器，所述过程超前提取器可集成于计算机设备，该计算机设备包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、桌上型计算机、物理服务器和云服务器等设备。
可选地，如图2所示的过程超前提取器的结构示意图，所述过程超前提取器(Process lead extractor，PLO)包括输入微分器21、正向超前信号提取单元22、负向超前信号提取单元23和加法器24。
如图1所示，本实施例的过程信号的超前信号提取方法包括步骤S101至步骤S104，详述如下：
步骤S101，利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；
在本步骤中，输入信号为过程信号，输入微分器为将输入信号转换为微分信号，即目标偏差信号。可选地，所述输入信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号，以针对脱硝控制系统在脱硝控制过程中的双向氮氧化物超量问题进行抑制，提高脱硝控制系统的脱硝控制效果。
在一些实施例中，所述步骤S101，包括：
利用所述输入微分器，将所述输入信号中的上升趋势转换为正极偏差信号，将所述输入信号中的下降趋势转换为负极偏差信号，所述正极偏差信号和所述负极偏差信号组成所述目标偏差信号。
在本实施例中，为了信号双向提取，利用输入微分器在将输入信号转换为微分信号的过程中，将输入信号的上升趋势转换为正极偏差信号，即输入微分器的输出信号为正，将输入信号的下降趋势转换为负极偏差信号，即输入微分器的输出信号为负。将正极偏差信号输入到正向超前信号提取单元进行正向提取，将负极偏差信号输入到负向超前信号提取单元进行负向提取。
可选地，所述输入微分器在对输入信号进行信号转换时的函数表达式为：
Figure BDA0003827454690000081
其中，IND(s)为输入微分器的传递函数，TIND为微分时间常数，s为拉普拉斯算子。
步骤S102，利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；
在本步骤中，正向超前信号提取单元对输入微分器输出的正极偏差信号进行信号提取，生成第一超前信号。
在一些实施例中，如图3所示，所述正向超前信号提取单元22包括第一正反馈环节221、第一加速器222、第一限幅器223、第一微分器224和正向输出控制器225，所述利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号，包括：
利用所述第一正反馈环节221，控制所述第一加速器进行加速；
利用所述第一加速器222，对所述目标偏差信号中的正极偏差信号进行加速，得到第一加速信号；
利用所述第一限幅器223，对所述第一加速信号进行限幅，得到第一限幅信号；
利用所述第一微分器224，对所述第一限幅信号进行信号转换，得到第一微分输出信号；
利用所述正向输出控制器225，提取所述第一微分输出信号中的目标正极信号，所述目标正极信号为所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号。
在本实施例中，将输入微分器输出的目标偏差信号输入到第一正反馈环节，第一正反馈环节控制第一加速器进行加速。其中通过第一限幅器对目标偏差信号中的正极偏差信号进行限幅，以使第一加速器对正极偏差信号进行加速，通过第一限幅器对第一加速器输出的第一加速信号进行条件限幅，并反馈至第一正反馈环节。当第一正反馈环节确认第一加速器的加速过程结束时，将第一加速信号输入到第一微分器，以利用第一微分器提取第一加速信号中的微分信号，得到第一微分输出信号；最后将第一微分输出信号输入到正向输出控制器，以提取第一微分输出信号中的目标正极信号，实现正向加速。
可选地，所述第一加速器为：
Figure BDA0003827454690000091
其中，IA(s)为所述第一加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TIA为所述第一加速器的积分时间常数；
所述第一限幅器为：
Figure BDA0003827454690000092
其中，IA(t)为所述第一加速器的的输出信号，TIA为第一加速器的积分时间常数，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
所述第一微分器为：
Figure BDA0003827454690000101
其中，DA(s)为所述第一微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TDA为所述第一微分器的微分时间常数，KDA为所述第一微分器的微分增益；
所述正向输出控制器为：
Figure BDA0003827454690000102
其中，FOC(t)为所述正向输出控制器的输出信号，DA(t)为所述第一微分器的输出信号。
步骤S103，利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；
在本步骤中，负向超前信号提取单元对负极偏差信号进行信号提取，生成第二超前信号。
在一些实施例中，如图3所示，所述负向超前信号提取单元23包括第二正反馈环节231、第二加速器232、第二限幅器233、第二微分器234和负向输出控制器235，所述利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号，包括：
利用所述第二正反馈环节231，控制所述第二加速器进行加速；
利用所述第二加速器232，对所述目标偏差信号中的负极偏差信号进行加速，得到第二加速信号；
利用所述第二限幅器233，对所述第二加速信号进行限幅，得到第二限幅信号；
利用所述第二微分器234，对所述第二限幅信号进行信号转换，得到第二微分输出信号；
利用所述负向输出控制器235，提取所述第一微分输出信号中的目标负极信号，所述目标负极信号为所述目标偏差信号中下降趋势的第二超前信号。
在本实施例中，将输入微分器输出的目标偏差信号输入到第二正反馈环节，第二正反馈环节控制第二加速器进行加速。其中通过第二限幅器对目标偏差信号中的负极偏差信号进行限幅，以使第二加速器对负极偏差信号进行加速，通过第二限幅器对第二加速器输出的第二加速信号进行条件限幅，并反馈至第二正反馈环节。当第二正反馈环节确认第二加速器的加速过程结束时，将第二加速信号输入到第二微分器，以利用第二微分器提取第二加速信号中的微分信号，得到第二微分输出信号；最后将第二微分输出信号输入到负向输出控制器，以提取第二微分输出信号中的目标负极信号，实现负向加速。
可选地，第二加速器基于积分函数实现，所述第二加速器为：
Figure BDA0003827454690000111
其中，IB(s)为所述第二加速器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TIB为所述第二加速器的积分时间常数；
所述第二限幅器为：
Figure BDA0003827454690000112
其中，IB(t)为第二加速器的输出信号，TIB为第二加速器的积分时间常数，IND(t)为所述输入微分器的输出信号；
所述第二微分器为：
Figure BDA0003827454690000113
其中，DB(s)为所述第二微分器的传递函数，s为拉普拉斯算子，TDB为所述第二微分器的微分时间常数，KDB为所述第二微分器的微分增益；
所述负向输出控制器为：
Figure BDA0003827454690000114
其中，NOC(t)为所述负向输出控制器的输出信号，DB(t)为所述第二微分器的输出信号。
步骤S104，利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。
在本步骤中，通过加法器对输入信号中上升趋势对应的第一超前信号和输入信号中下降趋势对应的第二超前信号进行信号合成，以生成完整的目标超前信号，实现过程信号的超前提取，从而使控制系统能够超前观测到过程信号，以能够提前进行信号控制。
可选地，加法器的函数表达式为：
OA(t)＝DOC(t)+NOC(t)；
其中，OA(t)为加法器输出的目标超前信号，FOC(t)为所述正向超前信号提取单元输出的正向超前信号，NOC(t)为所述负向超前信号提取单元输出的负向超前信号。
作为示例而非限定，图4示出了过程超前提取器与常规微分器的信号流向示意图。采用PFLO，提取4阶惯性过程(Fourth order inertia process，FOIP)的单位阶跃输入信号的超前信号，同时与常规微分器(Conventional differentiator，CD)进行对比。
可选地，4阶惯性过程FOIP和常规微分器CD为：
Figure BDA0003827454690000121
Figure BDA0003827454690000122
其中，FOIP为4阶惯性过程，CD为常规微分器，FOIP(s)为FOIP的传递函数，TFOIP为FOIP时间常数，单位为s；CD(s)为CD的传递函数，TCD为CD的微分时间常数，单位为s；KCD为CD的增益，单位为无量纲。
在TIND＝100s，TIA＝100s，TDA＝100s，KDA＝4，TIB＝100s，TDB＝100s，KDB＝4，TCD＝100s，KCD＝2，TFOIP＝100s，FOIP输入为单位阶跃信号，得到过程超前提取器PLO输出信号、微分器CD输出信号的提取结果，如图5所示。在t＝0s时，输入信号单位阶跃变化，在t＝1200s时刻，输入信号再次单位负阶跃变化。
PVFOIP(t)为4阶惯性过程FOIP在单位阶跃输入的过程输出信号，PVPLO(t)为过程超前提取器PLO的过程输出信号，PVCD(t)为CD的过程输出信号。可见，PLO较好地提取了PVFOIP(t)的超前信号，相对于PVCD(t)，PVPLO(t)输出的截止时间较短，表明了PLO的超前性能优于CD。
请参见图6，本申请还提供一种脱硝控制系统的结构示意图。如图6所示，该系统包括控制器(Controller，C)和控制过程(Controller Process，CP)，所述控制器包括工程最速比例积分控制器和如图2或图3所示的过程超前提取器，所述工程最速比例积分器的输入信号和所述过程超前提取器的输入信号为过程信号，所述过程信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号，所述控制器为：
C(s)＝EFPI(s)+PLO(s)；
其中，C(s)为控制器的传递函数，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，PLO(s)为过程超前提取器的传递函数。
作为优选，所述工程最速比例积分控制器的传递函数为：
Figure BDA0003827454690000131
其中，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，s为拉普拉斯算子，KEFPI为工程最速比例积分控制器的的串级比例增益，n为工程最速比例积分控制器的阶次，TEFI为工作最速积分器的时间常数。
作为优选，所述过程超前提取器的传递函数为：
Figure BDA0003827454690000132
其中，TIND为输入微分器的微分时间常数，s为拉普拉斯算子，IA(t)为第一加速器的输出信号，TIA为第一加速器的积分时间常数，TDA为第一微分器的微分时间常数，KDA为第一微分器的微分增益，IB(t)为第二加速器的输出信号，TIB为第二加速器的积分时间常数，TDB为第二微分器的微分时间常数，KDB为第二微分器的微分增益。
作为示例而非限定，将所述控制器C应用于某电厂1000MW超临界火电机组的脱硝控制系统，得到的控制结果如图7所示。在11：00之后加入过程超前提取器PLO，其中在未加入PLO前，相对NOx设定，NOx偏差为3.9(mg/m3)/-3.8(mg/m3)；在加入PLO后，相对NOx给定，NOx偏差为1.9(mg/m3)/-2.2(mg/m3)可见，PLO对减小NOx偏差有较好的作用。超前环节的性能直接决定了过程控制性能，相对CD，PLO的超前性能更优，表现在PLO输出信号的截止时间较短。
在本申请所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，应用于过程超前提取器，所述过程超前提取器包括输入微分器、正向超前信号提取单元、负向超前信号提取单元和加法器，所述方法包括：
利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号；
利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号；
利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号；
利用所述加法器，对所述第一超前信号和所述第二超前信号进行加法运算，得到所述输入信号的目标超前信号。
2.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，所述输入信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号。
3.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述利用所述输入微分器，将输入信号转为目标偏差信号，包括：
利用所述输入微分器，将所述输入信号中的上升趋势转换为正极偏差信号，将所述输入信号中的下降趋势转换为负极偏差信号，所述正极偏差信号和所述负极偏差信号组成所述目标偏差信号。
4.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述正向超前信号提取单元包括第一正反馈环节、第一加速器、第一限幅器、第一微分器和正向输出控制器，所述利用所述正向超前信号提取单元，提取所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号，包括：
利用所述第一正反馈环节，控制所述第一加速器进行加速；
利用所述第一加速器，对所述目标偏差信号中的正极偏差信号进行加速，得到第一加速信号；
利用所述第一限幅器，对所述第一加速信号进行限幅，得到第一限幅信号；
利用所述第一微分器，对所述第一限幅信号进行信号转换，得到第一微分输出信号；
利用所述正向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标正极信号，所述目标正极信号为所述目标偏差信号中上升趋势的第一超前信号。
5.如权利要求4所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述第一限幅器为：
Figure FDA0003827454680000021
其中，IA(t)为所述第一加速器的的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号。
6.如权利要求1所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述负向超前信号提取单元包括第二正反馈环节、第二加速器、第二限幅器、第二微分器和负向输出控制器，所述利用所述负向超前信号提取单元，提取所述目标过程号中下降趋势的第二超前信号，包括：
利用所述第二正反馈环节，控制所述第二加速器进行加速；
利用所述第二加速器，对所述目标偏差信号中的负极偏差信号进行加速，得到第二加速信号；
利用所述第二限幅器，对所述第二加速信号进行限幅，得到第二限幅信号；
利用所述第二微分器，对所述第二限幅信号进行信号转换，得到第二微分输出信号；
利用所述负向输出控制器，提取所述第一微分输出信号中的目标负极信号，所述目标负极信号为所述目标偏差信号中下降趋势的第二超前信号。
7.如权利要求6所述的过程信号的超前信号提取方法，其特征在于，所述第二限幅器为：
Figure FDA0003827454680000031
其中，IB(t)为第二加速器的输出信号，IND(t)为所述输入微分器的输出信号。
8.一种脱硝控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器包括工程最速比例积分控制器和如权利要求1至7任一项所述的过程超前提取器，所述工程最速比例积分器的输入信号和所述过程超前提取器的输入信号为过程信号，所述过程信号为脱硝控制系统的氮氧化物信号与氮氧化物给定信号之间的偏差信号，所述控制器为：
C(s)＝EFPI(s)+PLO(s)；
其中，C(s)为控制器的传递函数，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，PLO(s)为过程超前提取器的传递函数。
9.如权利要求8所述的脱硝控制系统，其特征在于，所述工程最速比例积分控制器的传递函数为：
Figure FDA0003827454680000032
其中，EFPI(s)为工程最速比例积分控制器的传递函数，s为拉普拉斯算子，KEFPI为工程最速比例积分控制器的的串级比例增益，n为工程最速比例积分控制器的阶次，TEFI为工作最速积分器的时间常数。
10.如权利要求8所述的脱硝控制系统，其特征在于，所述过程超前提取器的传递函数为：
Figure FDA0003827454680000041
其中，TIND为输入微分器的微分时间常数，s为拉普拉斯算子，IA(t)为第一加速器的输出信号，TIA为第一加速器的积分时间常数，TDA为第一微分器的微分时间常数，KDA为第一微分器的微分增益，IB(t)为第二加速器的输出信号，TIB为第二加速器的积分时间常数，TDB为第二微分器的微分时间常数，KDB为第二微分器的微分增益。
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