考虑阀门特性的闭环系统性能评价

发布时间：2020-08-01 07:57

【摘要】：大部分实际工业中都包含有阀门装置,如冶炼工业、化学工业和污水处理工业等。由于阀门长期不间断使用,以及对阀门的维护不够等原因,阀门的摩擦力(包括动摩擦和静摩擦)逐渐增加,导致回路的极限环现象而产生振荡。回路振荡将导致以下问题:(1)生产出的产品质量会明显下降,导致产品合格率下降;(2)设备的磨损会加大,从而增加维护设备的成本;(3)能源的消耗会增加,直接造成一定的经济损失。本文的主要研究内容包括阀门的建模、振荡诊断和带有阀门的非线性闭环系统的性能评价问题:(1)阀门建模:详细分析了 Choudhury提出的阀门模型和XCH阀门模型中存在的缺陷,并给出了修正后的阀门模型。(2)振荡诊断:首先,通过在线的频域辨识方法得到系统线性部分的传递函数;然后,通过非线性系统极限环判断准则来确定系统的振荡是否来自于系统的阀门部分。(3)系统性能评价:针对含有阀门的非线性闭环系统分别提出了包含振荡的系统性能评价和剔除振荡的系统性能评价方法,并说明两种系统性能评价之间的关系。全文以含有阀门的非线性系统作为基本研究对象,针对上述三个问题分别进行分析,并分别通过了实验仿真的测试。在实际工业现场当中,对于含有阀门的非线性系统,可以利用本文的思路:首先通过振荡检测的方法判断系统中含有振荡;其次利用振荡诊断的方法找到振荡来源;最后求出系统的性能评价指标来观察系统的运行状态。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH134
【图文】：

从图２－１中可以知，系统输出包含有噪声的影响，为了消除确定型的振荡信逡逑号，可以利用稀疏分解实现对其振荡信号进行剔除，图２－２给出剔除噪声影响后逡逑广、＇逦，逦｜邋４际确定ｋ信号逦｜逡逑＼逦／逦＼逦分解后的确定型信号／逡逑１逦２００逦４００逦６００逦８００逦１０００逦１２００逦１４００逦１６００逦１８００逦２０００逡逑时间／０．１ｓ逡逑图２－２：实际输出与剔除噪声后输出对比逡逑的输出与不包含噪声的实际输出之间的对比。从图２－２中可以知道，其实际确定逡逑

逑２．２．４实验仿真逡逑现假设有图２－１中的输出：逡逑｜逦［逦［逦［逦［逦［逦［逦Ｉ逦［逦［逡逑｜逦［逦［逦［逦［逦［逦［逦［逦［逦［逦逡逑２００逦４００逦６００逦８００逦１０００逦１２００逦１４００逦１６００逦１８００逦２０００逡逑时间／０．１ｓ逡逑图２－１：输出中含有噪声逡逑从图２－１中可以知，系统输出包含有噪声的影响，为了消除确定型的振荡信逡逑号，可以利用稀疏分解实现对其振荡信号进行剔除，图２－２给出剔除噪声影响后逡逑广、＇逦，逦｜邋４际确定ｋ信号逦｜逡逑＼逦／逦＼逦分解后的确定型信号／逡逑１逦２００逦４００逦６００逦８００逦１０００逦１２００逦１４００逦１６００逦１８００逦２０００逡逑时间／０．１ｓ逡逑图２－２：实际输出与剔除噪声后输出对比逡逑的输出与不包含噪声的实际输出之间的对比。从图２－２中可以知道，其实际确定逡逑型信号与估计确定型信号几乎一致，所以可以使用稀疏分解的方法对系统输出进逡逑行此类预处理。逡逑２．３振荡检测逡逑有诸多方法可以确定系统输出中含有振荡，如：Ｎ．Ｆ．Ｔｈｏｍｈｉｌｌ和Ｔ．ＨＳｇ

（ｂ）：自相关函数逡逑图２－３邋（ａ）给出的是一个振幅为１的正弦信号与方差为０．１均值为０的白噪声逡逑的叠加信号，图２－３（ｂ）画出的是此信号的自相关函数。逡逑从图２－３邋（ｂ）中可以看出，其叠加信号的自相关函数是一条光滑的曲线，这是逡逑１４逡逑

【参考文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 林志滨;基于最小方差基准的控制系统性能评价[D];厦门大学;2017年

本文编号：2777190