[发明专利]一种信号复杂性度量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于控制系统的信号复杂性度量技术领域，尤其涉及一种信号复杂性度量的方法及装置。 

背景技术

信号广泛存在于系统内部的信号流传递过程中，例如控制器输入端的偏差信号、执行器输入端的控制信号、变送器输入的测量信号等。信号的复杂性度量在系统性能的评价、故障诊断、医疗等方面起着重要的作用。然而实际生产过程中大多数系统往往是非线性的，使控制系统中的整个信号流呈现出非线性特性，因此很难从原始信号中提取有效的信号的特征量对信号进行复杂度分析。故信号复杂性度量是一项十分重要且必要的工作。 

发明内容

本发明的技术方案是，一种信号复杂性度量的方法与检测装置，其特征是包含标准测试系统，性能计算器，复杂度计算器。 

三部分依次串联的连接方式。所述的标准测试系统与性能计算器连接；所述的性能计算器与复杂度计算器连接。 

待测信号通过标准测试系统得到测试输出，测试输出输出性能计算器计算性能指标，性能指标再进入复杂度计算器计算待测信号的复杂性。 

一种信号复杂度度量方法，其特征是该方法包括以下步骤： 

步骤1：将信号r作为所述的标准标准测试系统的设定值，经过标准测试系统的闭环控制得到其输出y。 

步骤2：所述的性能计算器通过所述的标准标准测试系统输出y和信号r做差得跟踪误差e，然后通过跟踪误差e计算在该信号r作用下系统的性能指标η。 

步骤3：所述的复杂度计算器通过性能指标η计算信号r的复杂度C。 

所述的标准系统设计是一包含控制器和被控对象的闭环系统。 

所述性能计算器首先计算误差e如下： 

e＝r-y               (1) 

其中：r为待测信号； 

y为待测信号通过所述标准测试系统的输出。 

此处的性能指标η选为单位时间误差绝对值的积分IAEP，该指标的计算如下： 

IAEP=∫0T|e|dtT---(2)]]>

T为待测信号的时间长度。 

复杂度C计算如下： 

C=IAEPT---(3)]]>

本发明复杂度的是大于0值，其值越大，则其表明信号的复杂性越高。该复杂度从控制的实际出发，得到的结果是独立于控制，仅与信号本身相关。 

附图说明

图1信号复杂度度量装置原理图； 

图2标准测试装置的结构图； 

图3一般的信号的分解图； 

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。 

本发明提供了一种简洁、有效、需要先验知识少、易于计算、对实际控制系统正常运行无影响的多入多出控制系统性能检测方法及装置。 

为检测信号的复杂度，本发明提供多入多出控制系统的性能检测方法及装置。如附图1所示，本发明主要有三部分部分组成：标准测试系统，性能计算器，复杂度计算器。该方法与装置具体实现如下： 

1.标准测试系统 

所述标准测试系统为如图2所示的单入单出闭环反馈回路，控制器用C(s)表示，被控对象用P(s)表示。所述标准测试系统P(s)的传递函数模型表示如下：