[发明专利]控制对象的频谱分析方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动控制领域，特别是涉及控制对象的频谱分析方法和装置。

背景技术

系统控制对象的频率特性是控制系统设计和参数调整的根本依据。频率特性辨识基本原理是：系统控制对象在激励信号作用下，通过频率谱辨识方法分别得到系统或对象输入信号和输出信号在频域的频率谱特性，主要包括：幅频谱特性、相频谱特性等。

但是工业过程系统的过程信号普遍受到各种内外随机噪声的干扰,噪声干扰对过程控制系统的频率特性辨识构成了不可忽视的影响。

从系统频率特性辨识角度看，大多数的过程对象具有类似低通滤波器的特性，激励信号通过对象后，在对象低通截止频率之外的相对高频率信号将会有较大幅度的衰减，特别是在系统控制对象输出端存在较高强度的噪声干扰下，这些相对高频率信号的噪信比特性将显著的恶化，系统控制对象在这些相对高频率上的频率特性辨识质量通常是难以保证的。

发明内容

本发明的目的在于提出控制对象的频谱分析方法，提高系统的抗干扰能力，提高频谱分析的可靠性。

为达到上述目的，采用的技术方案是：

控制对象的频谱分析方法，包括步骤：

预设LCR振荡电路的电阻；

获取系统控制对象的输入信号；

获取系统控制对象的输出信号；

将所述输入信号输入所述LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第一响应信号；

将所述输出信号输入所述LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第二响应信号；

比较所述第一响应信号和所述第二响应信号，得到所述系统控制对象的频谱分析结果。

本发明方法首先设置LCR振荡器的电阻，经过LCR振荡电路的信号幅值随时间呈指数增强，这样噪声干扰的影响也就逐渐减弱，从而大幅度降低了输出频率信号的噪信比；然后将LCR振荡电路输出的信号，乘以一个相匹配的收敛指数函数，最终得到仍是等幅输出的信号；但信号的噪信比特性已得到了显著的改善，从而在较强的噪声干扰环境下，显著提高了控制对象频域特性辨识质量，提高了系统的抗干扰能力，提高频谱分析的可靠性。

本发明的目的还在于提出控制对象的频谱分析方法，提高系统的抗干扰能力，提高频谱分析的可靠性。

为达到上述目的，采用的技术方案是：

控制对象的频谱分析装置，包括：

预配置单元，用于预设LCR振荡电路的电阻；

第一获取单元，用于获取系统控制对象的输入信号；

第二获取单元，用于获取系统控制对象的输出信号；

第一信号处理单元，用于将所述输入信号输入所述LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第一响应信号；

第二信号处理单元，用于将所述输出信号输入所述LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第二响应信号；

频谱分析单元，用于比较所述第一响应信号和所述第二响应信号，得到所述系统控制对象的频谱分析结果。

本发明装置首先设置LCR振荡器的电阻，经过LCR振荡电路的信号幅值随时间呈指数增强，这样噪声干扰的影响也就逐渐减弱，从而大幅度降低了输出频率信号的噪信比；然后将LCR振荡电路输出的信号，乘以一个相匹配的收敛指数函数，最终得到仍是等幅输出的信号；但信号的噪信比特性已得到了显著的改善，从而在较强的噪声干扰环境下，显著提高了控制对象频域特性辨识质量，提高了系统的抗干扰能力，提高频谱分析的可靠性。

附图说明

图1为本发明方法的一个实施例流程图；

图2为本发明方法的一个实施例示意图；

图3为本发明装置的一个结构示意图。

具体实施方式

为便于理解，下面将结合附图进行阐述。

本发明提出控制对象的频谱分析方法，请参考图1，包括步骤：

S101、预设LCR振荡电路的电阻；

S102、获取系统控制对象的输入信号，以及获取系统控制对象的输出信号；

S103、将输入信号输入LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第一响应信号；

S104、将输出信号输入LCR振荡电路，并进行收敛处理后得到第二响应信号；

S105、比较第一响应信号和第二响应信号得到系统控制对象的频谱分析结果。