CN117713142A - 一种用于电源的智能控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于电源的智能控制方法及系统，该方法首先对电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集，根据迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量，获取电源频率信号对应的电源影响变量，根据电源频率信号和电源影响变量，确定电源调控频率信号，通过特征畸变分量和电源调控频率信号确定电源频控序列，根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子，最后通过频控稳态因子和频控畸变因子确定电源频率控制电压，进而由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节，从而提高了电源设备的鲁棒性，降低了电源设备工作过程中的输出频率波动。
Description
技术领域
本申请涉及电源控制技术领域，更具体的说，本申请涉及一种用于电源的智能控制方法及系统。
背景技术
电源是指能够提供电能供应的装置或系统，用于向电器、设备或电路提供所需的电力，电源可以以不同的形式存在，主要包括直流电源（Direct Current， DC）和交流电源（Alternating Current，AC），电源控制技术是一种用于管理和调节电源系统的技术，旨在确保电源系统能够以最佳状态运行，并根据需求提供所需的电能。
现有的电源控制技术中，通常基于固定的电源控制参数对电源设备的频率进行控制，这种方法难以根据外界的环境影响因素对电源的频率控制电压进行调整，尤其环境因素变化容易对电源设备中，生成输出频率的振荡器频率灵敏度产生影响，因此电源设备的鲁棒性不高，在外界环境影响因素变化速度较快时容易引起电源的输出频率波动。
发明内容
本申请提供一种用于电源的智能控制方法及系统，可提高电源控制时电源设备的鲁棒性，降低电源设备工作过程中的输出频率波动。
第一方面，本申请提供一种用于电源的智能控制方法，包括如下步骤：
采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集；
确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵；
根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量；
获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号；
通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子；
通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集具体包括：
提取所述电源频率信号中的全部局部极大值点和全部局部极小值点；
对全部局部极大值点进行拟合，得到上包络线，对全部局部极小值点进行拟合，得到下包络线；
获取所述上包络线和所述下包络线的均值曲线，得到均值包络信号；
由所述电源频率信号减去所述均值包络信号，得到过渡迭代信号分量；
判定该过渡迭代信号分量是否满足电源频率特性，如果满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
如果不满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量重新作为所述电源频率信号并重复上述步骤，直至得到的过渡迭代信号分量满足电源频率特性，并将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
将所述电源频率信号与所述第一迭代信号分量的差分信号作为新的电源频率信号，得到所述迭代信号分量集中的下一迭代信号分量，重复上述步骤，直到得到迭代信号分量集中所有的迭代信号分量。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵具体包括：
获取所述迭代信号分量集中的各个电源频率信号；
获取电源频率信号；
确定所述电源频率信号的时间自变量区间上限和区间下限；
确定所述电源频率信号的信号均值；
根据所述迭代信号分量集中的各个电源频率信号、所述电源频率信号、所述电源频率信号的时间自变量区间上限和区间下限、所述电源频率信号的信号均值，确定迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号具体包括：
根据所述电源频率信号和所述电源影响变量进行拟合回归调控，得到电源调控因子；
确定电源影响变量对应的影响变量预测参数；
根据所述电源调控因子和影响变量预测参数，确定电源调控频率信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，根据所述电源频控序列，确定频控稳态因子具体包括：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据预设的电源频率偏差阈值，确定电源稳态校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值和所述电源稳态校正系数，确定频控稳态因子。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，根据所述电源频控序列，确定频控畸变因子具体包括：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据所述电源频控序列，确定电源频控数据迹；
确定电源畸变校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值、所述电源频控数据迹和所述电源畸变校正系数确定频控畸变因子。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集之后还包括：对所述迭代信号分量集进行滤波处理。
第二方面，本申请提供一种用于电源的智能控制系统，其包括有电源控制单元，所述电源控制单元包括：
分解模块，用于采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集；
熵确定模块，用于确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵；
分量检测模块，用于根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量；
频率获取模块，用于获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号；
频率特征提取模块，用于通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子；
控制模块，用于通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的用于电源的智能控制方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于电源的智能控制方法。
本申请公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请提供的用于电源的智能控制方法及系统中，首先对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集，通过连续迭代分解将电源频率信号分解为不同频率的分量，提高了电源频率变化的可视性，进而确定迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，帮助分析各个频率分量的复杂性和随机性，根据迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量，获取电源频率信号对应的电源影响变量，根据电源频率信号和电源影响变量，确定电源调控频率信号，从而根据电源影响变量确定对环境变化具有更好适应性的频率信号，根据特征畸变分量和电源调控频率信号，确定电源频控序列，根据电源频控序列，确定频控稳态因子和频控畸变因子，根据频控稳态因子和频控畸变因子确定电源频率控制电压，最后根据电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节，从而根据环境变化快速进行频率控制的调整，提高了电源控制时电源设备对环境变化的鲁棒性，降低了电源设备工作过程中的输出频率波动。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的用于电源的智能控制方法的示例性流程图；
图2是本申请一些实施例中确定电源调控频率信号的示例性流程图；
图3是本申请一些实施例中获取电源频控序列的示例性流程图；
图4是根据本申请一些实施例所示的电源控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图；
图5是根据本申请一些实施例所示的实现一种用于电源的智能控制方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请核心是对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集，确定迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，根据迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量，获取电源频率信号对应的电源影响变量，根据电源频率信号和电源影响变量，确定电源调控频率信号，根据特征畸变分量和电源调控频率信号，确定电源频控序列，根据电源频控序列，确定频控稳态因子和频控畸变因子，根据频控稳态因子和频控畸变因子确定电源频率控制电压，根据电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节，从而提高了电源设备的鲁棒性，降低电源设备工作过程中的输出频率波动。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的用于电源的智能控制方法的示例性流程图，该用于电源的智能控制方法100主要包括如下步骤：
在步骤S101，采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集。
在一些实施例中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集之前还可以包括：采集电源设备工作时的频率信号，得到电源频率信号。
具体实现时，可以通过电源频率信号测量输出检试仪来实时采集所述电源设备的频率信号，将采集到的频率信号根据时间段来划分，划分后的频率信号通过该检试仪转换成电信号，再经过放大调制，进而得到所述电源频率信号，所述频率信号指的是在电源设备在供电系统中交流电源的频率，该频率通常以赫兹为单位表示，该电源频率的稳定性和准确性对于电力系统的正常运行至关重要，许多电力设备和设施都依赖于恒定的电源频率来正常工作。
可选的，在一些实施例中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集之前还可以包括：在所述电源频率信号加入高斯白噪声，具体实现时，首先生成一个高斯白噪声序列，该高斯白噪声序列中每个高斯白噪声都是从均值为0、标准差为1的高斯分布中随机生成的，其次需要根据需求调整该噪声的幅度使其与所述电源频率信号的幅度相匹配，最后将生成的高斯白噪声序列与所述电源频率信号相加，具体实现时，在Python中，可以使用NumPy库来实现自动添加高斯白噪声，也可以使用其他库来实现自动添加高斯白噪声，这里不做限定。
需要说明的是，在所述电源频率信号中加入高斯白噪声可以模拟现实世界中的一些实际噪声情况的发生，电源频率信号可能会受到各种干扰和噪声的影响，不同的噪声水平可能会影响算法的稳定性、收敛速度以及鲁棒性，加入高斯白噪声可以帮助评估算法在噪声环境下的性能。
在一些实施例中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集具体可采用下述步骤实现：
提取所述电源频率信号中的全部局部极大值点和全部局部极小值点；
对全部局部极大值点进行拟合，得到上包络线，对全部局部极小值点进行拟合，得到下包络线；
获取所述上包络线和所述下包络线的均值曲线，得到均值包络信号；
由所述电源频率信号减去所述均值包络信号，得到过渡迭代信号分量；
判定该过渡迭代信号分量是否满足电源频率特性，如果满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
如果不满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量重新作为所述电源频率信号并重复上述步骤，直至得到的过渡迭代信号分量满足电源频率特性，并将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
将所述电源频率信号与所述第一迭代信号分量的差分信号作为新的电源频率信号，得到所述迭代信号分量集中的下一迭代信号分量，重复上述步骤，直到得到迭代信号分量集中所有的迭代信号分量。
具体实现时，可以预设所述迭代信号分量集中的迭代信号分量数量上限，当所述迭代信号分量集迭代信号分量的数量，达到所述迭代信号分量数量上限，即得到迭代信号分量集中所有的迭代信号分量。
具体实现时，获取电源频率信号所有的局部极值点，根据三次样条函数插值将所有的局部极大值点连接，得到上包络线，根据三次样条函数插值将所有的局部极小值点连接，得到下包络线，计算出上包络线和下包络线的均值曲线，得到均值包络信号，将电源频率信号按照相对应的时间减去均值包络信号，得到过渡迭代信号分量，进而对过渡迭代信号分量进行判断，判断该过渡迭代信号分量是否满足电源频率特性，当过渡迭代信号分量满足电源频率特性，则将过渡迭代信号分量作为迭代信号分量集中的第一个迭代信号分量，当过渡迭代信号分量不满足电源频率特性，则将过渡迭代信号分量作为电源频率信号带入上述步骤，并重复上述步骤，直至得到的过渡迭代信号分量满足电源频率特性，并将过渡迭代信号分量作为迭代信号分量集中的第一个迭代信号分量。
需要说明的是，电源频率特性定义为：在任意时刻点，所述电源频率信号的局部最大值的包络和局部最小值的包络平均值必须为零。
可选的，在一些实施例中，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集之后还可以包括：对所述迭代信号分量集进行滤波处理。
在本申请中，具体实现时，可以采用现有技术中常用的Biorthogonal小波基函数对所述迭代信号分量集进行滤波处理，在一些实施例中，采用Biorthogonal小波基函数对所述迭代信号分量集进行滤波处理可以采用下述方式实现：
将所述迭代信号分量集中的迭代信号分量的数量作为Biorthogonal小波基函数的分解层数；
利用Biorthogonal小波基函数对每层迭代信号分量进行处理，得到每层迭代信号分量的处理结果；
根据电源频率信号的统计特性进而通过基于估计的阈值方法来确定阈值函数，该阈值函数用于判断哪些小波系数需要保留，哪些小波系数需要抑制；
将每层迭代信号分量的处理结果与该阈值函数进行对比，小于该阈值函数的处理结果系数置零，大于该阈值函数的处理结果系数保留；
最后将通过阈值函数处理后的小波系数重构信号，得到滤波后的迭代信号分量集。
需要说明的是，本申请中对所述电源频率信号进行滤波处理没有直接使用小波滤波，因为小波滤波采用集中滤波方式，因此造成的数据隐藏性较大，去除效果并不理想，在本申请中，对分解后的信号进行小波处理，不仅能够提高滤波效果，并且减少了在对所述迭代信号分量集进行滤波处理时的工作量。
在步骤S102，确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵。
需要说明的是，所述迭代信号分量集由各个分解尺度的迭代信号分量组成，所述迭代信号分量反映了所述电源频率信号在不同分解尺度下的波动特征，进而可以根据各个迭代信号分量与原始的电源频率信号之间的连续关联程度，得到各个迭代信号分量对应的分量熵，从而找到与原始的电源频率信号连续关联程度最大的迭代信号分量作为所述特征畸变分量，在一些实施例中，所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵根据下式确定：
其中，为所述迭代信号分量集中第/>个迭代信号分量/>对应的分量熵，/>为该迭代信号分量的分解尺度，/>为电源频率信号，/>、/>分别为所述电源频率信号的时间自变量区间上限和区间下限，/>为所述电源频率信号的时间自变量微分，/>为所述电源频率信号的信号均值，max( )为最大值函数，用于返回括号内各变量中的最大变量值，/>为归一化系数，用于对各个迭代信号分量分别对应的分量熵进行归一化，在一些实施例中，所述归一化系数根据各个迭代信号分量分别对应的分量熵标定为常数。
在步骤S103，根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量。
需要说明的是，所述分量熵为迭代信号分量与原始的电源频率信号之间的连续关联程度量化值，因此可以根据各个迭代信号分量分别对应的分量熵，将与原始的电源频率信号连续关联程度最大的迭代信号分量作为特征畸变分量，优选的，在一些实施例中，可以将所述迭代信号分量集中，对应的分量熵最大的迭代信号分量作为所述特征畸变分量。
优选的，在另一些实施例中，还可以根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，对各个迭代信号分量进行加权融合，得到所述特征畸变分量。
需要说明的是，所述特征畸变分量为反映电源分量信号变化的最优特征分量，所述特征畸变分量的时间定义域上限为当前时间节点，因此，在一些实施例中，可以通过建立所述特征畸变分量的移动平均自回归模型，当前时间节点后续的电源频率畸变分量进行预测。
在步骤S104，获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号。
需要说明的是，所述电源频率信号的变化受多因素的影响，确定这些影响因素需要收集电源频率信号的历史数据，并对这些历史数据进行数据分析，例如结合时间序列分析和频谱分析等，从而识别出对电源频率信号的主要影响因素，通过设计实验来检验不同影响因素对电源频率信号的影响程度。
在一些实施例中，所述影响因素可以包括环境温度值、环境湿度值和负载功率值等影响因素，所述电源影响变量为所述影响因素的历史数据，具体实现时，电源频率信号可对应多个电源影响变量，所述电源影响变量的类型和数量根据电源工作环境情况及电源设备精度需求预先设定，确定所述电源频率信号的影响因素的数据数量和类型后，可采用对应的传感器采集得到所述电源频率信号对应的电源影响变量。
优选的，在一些实施例中，参考图2所示，该图是本申请一些实施例中确定电源调控频率信号的示例性流程图，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号可以采用下述方式实现：
在步骤S1041，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量进行拟合回归调控，得到电源调控因子；
在步骤S1042，确定电源影响变量对应的影响变量预测参数；
在步骤S1043，根据所述电源调控因子和影响变量预测参数，确定电源调控频率信号。
在一些实施例中，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量进行拟合回归调控，得到电源调控因子具体可采用下述方式，即：
获取所述电源频率信号与电源影响变量之间的线性关系，该线性关系可由下式表示：
其中表示电源频率信号，/>表示电源频率信号对应的各个电源影响变量，/>表示各个电源影响变量分别对电源频率信号的影响系数，其中/>预设为常数，n为电源频率信号对应的电源影响变量个数；
进而可以根据历史的电源影响变量和电源频率信号变量之间的线性关系，对各个电源影响变量分别对电源频率信号的影响系数进行多次最小二乘估计，对于每个影响系数根据多次最小二乘估计的估计结果进行平均加权，得到对应的电源调控因子，进而得到各个电源影响变量分别对应的电源调控因子，n为电源频率信号对应的电源影响变量个数。
需要说明的是，所述影响变量预测参数当前时间节点以后的电源影响变量的预测参数值，具体实现时，所述影响变量预测参数也可以是所述电源影响变量对应的影响因素，在当前时间节点以后的变量函数，在一些实施例中，确定电源影响变量对应的影响变量预测参数的过程中，可以根据所述电源影响变量的历史变量值进行预测，得到后续的电源影响变量的变量值作为影响变量预测参数，具体实现时，可以采用现有技术中对参数预测时常用的移动平均自回归模型对所述影响变量预测参数进行预测。
需要说明的是，所述电源调控频率信号为根据后续环境变化得到的电源理想频率信号，在一些实施例中，所述电源调控频率信号根据下式确定：
其中，为所述电源频率调控信号，/>为各个电源影响变量分别对应的电源调控因子，/>为各个电源影响变量分别对应的影响变量预测参数，n为电源频率信号对应的电源影响变量个数。
在步骤S105，通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子。
需要说明的是，所述电源频控序列是由电源频控数据依据时序组成的序列，所述电源频控序列反映了随电源影响因素（环境变化情况）而需要对电源设备输出频率进行控制的频率控制量，在一些实施例中，参考图3所示，该图是本申请一些实施例中获取电源频控序列的示例性流程图，通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列可以采用下述方式实现：
在步骤S1051，获取所述特征畸变分量；
在步骤S1052，获取所述电源调控频率信号；
在步骤S1053，将所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号通过等间隔采集数据点后逐点相减，得到所述电源频控序列。
具体实现时，所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号都是随时间自变量变化的变量函数，因此可以通过在相同时间点上来逐点相减来得到所述电源频控序列，所述电源频控序列中每个时间点上的电源频控数据值，为该时间点上特征畸变分量与电源调控频率信号在相应时间点上的差值。
需要说明的是，该电源频控序列是一个时间序列，不是指一个单独的值，表示特征畸变分量在不同时间点上的变化情况，因此电源频控序列在每个时间点上都有一个对应的值，用于描述特征畸变分量在不同时间下与电源调控频率信号的偏差情况，根据所述电源频控序列对电源设备的输出频率进行控制，可以提前对环境变化情况进行自适应调整，提高了电源设备的鲁棒性，避免了环境快速变化导致的电源设备输出频率波动。
需要说明的是，频控稳态因子为所述电源频控序列中的电源频控数据的稳定程度量化值，根据所述频控稳态因子对电源设备的输出频率进行控制，可以在环境变化导致的频率控制偏差较为平稳时，提高电源设备的输出频率响应速度，在一些实施例中，根据所述电源频控序列，确定所述频控稳态因子具体可采用下述方式：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据预设的电源频率偏差阈值，确定电源稳态校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值和所述电源稳态校正系数，确定频控稳态因子，具体实现时，该频控稳态因子可根据下述公式确定：
其中表示所述频控稳态因子，/>表示预设的比例系数，/>表示所述电源频控序列中第/>个电源频控数据值，/>表示所述电源频控序列中第/>个电源频控数据值，为所述电源频控序列中所有序列元素的标准差，/>表示电源频控序列中的序列元素个数，/>表示电源稳态校正系数，需要说明的是，所述电源稳态校正系数/>是一个根据在/>时刻的电源频控数据值的大小来对所述频控稳态因子进行修正的修正系数，在实际应用中，当在/>时刻的电源频控数据值较小时，电源稳态校正系数/>可能较小，从而减弱频控稳态因子对电源频率的调整，当在/>时刻的电源频控数据值较大时，电源稳态校正系数/>可能较大，从而增强频控稳态因子对电源频率的调整，在一些实施例中，所述电源稳态校正系数/>的系数值可以根据下式确定：
其中表示电源稳态校正系数，/>表示在/>时刻的电源频控数据值，/>和/>为预设的两个电源频率偏差阈值，需要说明的是，电源频率偏差阈值/>和/>需要根据实际应用中的电源频控数据值来进行多次试验进行标定，这里不再赘述。
需要说明的是，所述频控畸变因子为所述电源频控序列中的电源频控数据的跳变程度量化值，根据所述频控畸变因子对所述电源设备的输出频率进行调节，可以在环境变化导致的频率控制偏差跳变情况较大时，提高电源设备的输出频率的平稳度，在一些实施例中，根据所述电源频控序列，确定频控畸变因子具体可采用下述方式：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据所述电源频控序列，确定电源频控数据迹，具体实现时，所述电源频控数据迹为所述电源频控序列的一阶前向差分序列的序列均值；
确定电源畸变校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值、所述电源频控数据迹和所述电源畸变校正系数确定频控畸变因子，具体实现时，该频控畸变因子可根据下述公式确定：
其中表示所述频控畸变因子，/>表示预设的比例系数，/>表示所述电源频控序列中第/>个电源频控数据值，/>表示所述电源频控序列中第/>个电源频控数据值，为所述电源频控序列中所有序列元素的标准差，/>为所述电源频控数据迹，/>表示电源频控序列中的序列元素个数，/>表示电源畸变校正系数，需要说明的是，电源畸变校正系数/>是一个在/>时刻根据电源频控数据值的大小对频控畸变因子进行修正的修正系数，在实际应用中，当在/>时刻的电源频控数据值较小时，电源畸变校正系数/>值越大，从而增强频控畸变因子对电源频率的调整，当在/>时刻的电源频控数据值较大时，电源畸变校正系数/>值越小，从而降低频控畸变因子对电源频率的调整，这里不再赘述，在一些实施例中，所述电源畸变校正系数与所述电源稳态校正系数互为倒数。
在步骤S106，通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
在一些实施例中，通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压可以采用下述方式实现：
获取所述频控稳态因子；
获取所述频控畸变因子；
获取电源设备的频率-电压比例系数；
根据所述电源频控序列，确定电源频控尺度；
根据所述频控稳态因子、所述频控畸变因子、所述频率-电压比例系数和所述电源频控尺度，确定当前时刻的电源频率控制电压，具体实现时，该电源频率控制电压可以根据下述公式确定：
其中表示在当前时刻T的电源频率控制电压，/>表示在/>时刻的电源频率控制电压，/>表示所述频控稳态因子，/>表示所述频控畸变因子，/>为电源设备的频率-电压比例系数，/>为t时刻的历史电源频率控制电压，/>为所述电源频控尺度，/>表示历史电源频率控制电压的时间自变量的微分的微分。
可选的，在一些实施例中，所述电源设备的频率-电压比例系数为所述电源频率控制电压与电源输出频率的线性控制系数，具体实现时，可以根据电源设备历史运行过程中，所述电源频率控制电压变化量与电源输出频率变化量的比值确定所述频率-电压比例系数。
需要说明的是，所述电源频控尺度为对所述电源设备进行频率控制的单次最小时间步长，在一些实施例中，所述电源频控尺度根据所述电源频控序列中的数据方差标定为常数，具体实现时，可以将所述电源频控序列中的数据方差与预设的时间步长值的比值作为所述电源频控尺度，从而在所述电源频控序列波动情况较为明显时，降低对所述电源设备进行频率控制的单次最小时间步长。
需要说明的是，该电源频率控制电压是用于调节电源设备的输出频率的控制电压，所述电源频率控制电压用于对电源中的振荡器工作频率进行控制，进而影响电源的最终输出频率，本申请中根据电源设备的电源影响变量确定电源频控序列，进而根据电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子用于对电源设备的输出频率进行控制，能够根据环境变化情况提前对电源设备的电源频率控制电压进行调节，提高了电源设备的鲁棒性，降低了环境快速变化导致的电压输出频率波动，提高了电源设备的运行稳定性。
另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，本申请提供一种用于电源的智能控制系统，该系统包括有电源控制单元，参考图4，该图是根据本申请一些实施例所示的电源控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图，该电源控制单元200包括：分解模块201、熵确定模块202、分量检测模块203、频率获取模块204、频率特征提取模块205和控制模块206，分别说明如下：
分解模块201，在本申请的一些具体的实施例中，分解模块201主要用于采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集；
熵确定模块202，在本申请的一些具体的实施例中，熵确定模块202主要用于确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵；
分量检测模块203，在本申请的一些具体的实施例中，分量检测模块203主要用于根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量；
频率获取模块204，在本申请的一些具体的实施例中，频率获取模块204主要用于获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号；
频率特征提取模块205，在本申请的一些具体的实施例中，频率特征提取模块205主要用于通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子；
控制模块206，在本申请的一些具体的实施例中，控制模块206主要用于通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
另外，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的用于电源的智能控制方法。
在一些实施例中，参考图5，该图是根据本申请一些实施例所示的实现用于电源的智能控制方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中的用于电源的智能控制方法可以通过图5所示的计算机设备来实现，该计算机设备300包括至少一个处理器301、通信总线302、存储器303以及至少一个通信接口304。
处理器301可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中的用于电源的智能控制方法的执行。
通信总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器303可以是只读存储器（read-only memory，ROM）或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器（random access memory，RAM）或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器（electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM）、只读光盘（compact disc read-only Memory，CD-ROM）或其它光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器303可以是独立存在，通过通信总线302与处理器301相连接。存储器303也可以和处理器301集成在一起。
其中，存储器303用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中电源调控频率信号的确定可以通过处理器301以及存储器303中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口304，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网（radio access network，RAN），无线局域网（wireless local areanetworks，WLAN）等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核（single-CPU）处理器，也可以是一个多核（multi-CPU）处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据（例如计算机程序指令）的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑（personaldigital assistant，PDA）、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。
另外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于电源的智能控制方法。
综上，本申请实施例公开的用于电源的智能控制方法及系统中，首先对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集，确定迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，根据迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量，获取电源频率信号对应的电源影响变量，根据电源频率信号和电源影响变量，确定电源调控频率信号，根据特征畸变分量和电源调控频率信号，确定电源频控序列，根据电源频控序列，确定频控稳态因子和频控畸变因子，根据频控稳态因子和频控畸变因子确定电源频率控制电压，根据电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节，从而提高电源设备的鲁棒性，降低了电源设备工作过程中的输出频率波动。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于电源的智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集；
确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵；
根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量；
获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号；
通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子；
通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集具体包括：
提取所述电源频率信号中的全部局部极大值点和全部局部极小值点；
对全部局部极大值点进行拟合，得到上包络线，对全部局部极小值点进行拟合，得到下包络线；
获取所述上包络线和所述下包络线的均值曲线，得到均值包络信号；
由所述电源频率信号减去所述均值包络信号，得到过渡迭代信号分量；
判定该过渡迭代信号分量是否满足电源频率特性，如果满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
如果不满足电源频率特性，则将该过渡迭代信号分量重新作为所述电源频率信号并重复上述步骤，直至得到的过渡迭代信号分量满足电源频率特性，并将该过渡迭代信号分量作为所述迭代信号分量集中的第一迭代信号分量；
将所述电源频率信号与所述第一迭代信号分量的差分信号作为新的电源频率信号，得到所述迭代信号分量集中的下一迭代信号分量，重复上述步骤，直到得到迭代信号分量集中所有的迭代信号分量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵具体包括：
获取所述迭代信号分量集中的各个电源频率信号；
获取电源频率信号；
确定所述电源频率信号的时间自变量区间上限和区间下限；
确定所述电源频率信号的信号均值；
根据所述迭代信号分量集中的各个电源频率信号、所述电源频率信号、所述电源频率信号的时间自变量区间上限和区间下限、所述电源频率信号的信号均值，确定迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号具体包括：
根据所述电源频率信号和所述电源影响变量进行拟合回归调控，得到电源调控因子；
确定电源影响变量对应的影响变量预测参数；
根据所述电源调控因子和影响变量预测参数，确定电源调控频率信号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电源频控序列，确定频控稳态因子具体包括：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据预设的电源频率偏差阈值，确定电源稳态校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值和所述电源稳态校正系数，确定频控稳态因子。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电源频控序列，确定频控畸变因子具体包括：
获取预设的比例系数；
获取所述电源频控序列中的各个电源频控数据值；
根据所述电源频控序列，确定电源频控数据迹；
确定电源畸变校正系数；
根据预设的比例系数、所述电源频控序列中的各个电源频控数据值、所述电源频控数据迹和所述电源畸变校正系数确定频控畸变因子。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集之后还包括：对所述迭代信号分量集进行滤波处理。
8.一种用于电源的智能控制系统，其特征在于，包括有电源控制单元，所述电源控制单元包括：
分解模块，用于采集电源频率信号，对所述电源频率信号进行连续迭代分解，得到迭代信号分量集；
熵确定模块，用于确定所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵；
分量检测模块，用于根据所述迭代信号分量集中各个迭代信号分量分别对应的分量熵，确定特征畸变分量；
频率获取模块，用于获取所述电源频率信号对应的电源影响变量，根据所述电源频率信号和所述电源影响变量，确定电源调控频率信号；
频率特征提取模块，用于通过所述特征畸变分量和所述电源调控频率信号，确定电源频控序列，进而根据所述电源频控序列确定频控稳态因子和频控畸变因子；
控制模块，用于通过所述频控稳态因子和所述频控畸变因子确定电源频率控制电压，由所述电源频率控制电压对电源设备的输出频率进行调节。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行如权利要求1至7任一项所述的用于电源的智能控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的用于电源的智能控制方法。
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Also Published As
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| CN117713142B (zh) | 2024-04-26 |
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