[发明专利]用于确定在测量信号中发生的振荡的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定在测量信号（10；u、u_s、y）中发生的振荡的方法，所述方法具有如下步骤：接收测量信号（10；u、u_s、y）；确定所接收到的测量信号（10；u、u_s、y）的极值；并且通过如下方式来确定所述测量信号（10；u、u_s、y）的闭环：a)标识在所述测量信号（10；u、u_s、y）中的闭环，其中一个闭环通过振荡宽度相同并且方向相反的两个半环（15、16）来构成，b)存储所标识出的闭环，c)将所标识出的闭环从所述测量信号（10；u、u_s、y）中除去，并且d)重复步骤a)至c)，直至已确定全部闭环。

技术领域

本发明涉及一种用于确定在测量信号中发生的振荡的方法，该方法例如可以被用在对诸如取暖、通风和空调设备那样的技术系统的监控和/或自适应调节中。

背景技术

用于调节例如取暖、制冷和空调设备、娱乐和家用电子产品或者工业过程、如例如在化学工业中发生的工业过程的所谓的PID调节器由于它们众所周知且简单的应用而经常被使用。PID调节器是具有比例分量、积分分量和微分分量的调节器。

这样的PID调节器的参数常常利用齐格勒（Ziegler）和尼科尔斯（Nichols）的启发式方法来被设定，该齐格勒和尼科尔斯的启发式方法虽然尤其是在严重延迟的稳定过程的情况下得到良好的干扰行为，但是得到振荡的导向行为（Führungsverhalten）。也就是说，齐格勒和尼科尔斯方法主要适合于其负载特性随时间并不发生显著变化而且其中过振不造成干扰的过程。

因而，如果在过程动态性方面或在负载特性方面能预期到更大的变化，则调节器参数常常自适应地被设定。为此，持续地关于额定值周围的振荡对调节参量进行监控。一旦查明有振荡，就使调节器参数适配为使得消除在该调节参量中的振荡（Li等人的“Patents,Software and hardware for PID control: an overview and analysis of thecurrent art”，IEEE Control Systems Magazine，26(1)，第42-54页，2006年）。

在此，确定在该调节参量中的振荡的品质和精度对于调节行为来说、尤其是对于能用自适应调节器来实现的导向行为来说是决定性的。

原则上，该调节参量可以借助于快速傅里叶变换（FFT）被分解成该调节参量的振荡分量。然而，在时域内的分辨率差的情况下，宽窗口在此导致在频域内的良好的分辨率，这使得难以探测变化的频率。在窄窗口的情况下得到相反的效果。快速傅里叶变换假定涉及周期性信号，使得关于振荡开始或停止的精确时间点的信息丢失。

从WO 2010/054657 A1公知一种调节方法，其中确定在PID调节器的控制参量（Stellgröße）中的振荡的衰减率并且根据该衰减率来提高该控制参量。在此，高衰减率表明接近稳定极限的高振荡的系统，使得该控制参量的增益被减小，而低衰减率表明阻尼过度，使得该控制参量的增益被提高。

发明内容

按照第一方面，本发明提供了一种具有权利要求1的特征的用于确定在测量信号中发生的振荡的方法。该方法包括：接收测量信号；确定所接收到的测量信号的极值；并且确定测量信号的闭环。在此，通过如下方式来确定测量信号的（全部）闭环：a) 标识在测量信号中的（第一）闭环，其中一个闭环通过振荡宽度相同并且方向相反的两个半环来构成；b) 存储所标识出的闭环并且c) 将所标识出的闭环从测量信号中除去，其中重复所提到的步骤a)至c)，直至已确定全部闭环。这些闭环对应于在测量信号中发生的振荡。

测量信号优选地是传感器的传感器信号，如该传感器在调节回路、例如具有取暖、通风和空调设备的调节回路中所使用的那样。然而，表述“测量信号”也把例如通过估计方法从传感器信号中推导出的信号包括进去。