為了準(zhǔn)確區(qū)分傳感器突變信號(hào)產(chǎn)生的原因,提出了基于數(shù)學(xué)模型的小波頻帶分析法.針對(duì)工業(yè)流程中的測控系統(tǒng),分析了輸出突變信號(hào)的頻率組成與突變?cè)虻年P(guān)系．用小波頻帶分析技術(shù)，將高低頻信號(hào)分離,并進(jìn)行能量統(tǒng)計(jì),根據(jù)高低頻信號(hào)能量比例的變化，判斷出突變信號(hào)產(chǎn)生的原因．經(jīng)典型控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真和恒壓供水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠有效地診斷出傳感器是否發(fā)生故障．
關(guān)鍵詞：在線傳感器；突變信號(hào)分析；高低頻分量；小波頻帶分析
    在測控系統(tǒng)中，傳感器的輸出信號(hào)受多種因素的影響，常發(fā)生突變.這些突變點(diǎn)數(shù)值包含有重要的故障信息，準(zhǔn)確捕捉并區(qū)分導(dǎo)致這些突變點(diǎn)產(chǎn)生的原因，是傳感器故障診斷的關(guān)鍵．文獻(xiàn)僅依賴于傳感器的輸出時(shí)間序列來診斷傳感器的故障，把傳感器輸出信號(hào)的突變都?xì)w結(jié)于傳感器的故障．文獻(xiàn)的做法是對(duì)控制系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)分別進(jìn)行小波變換，當(dāng)小波函數(shù)可看作某一平滑函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)時(shí)，信號(hào)的突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)于其小波變換的模極大值，由此檢測突變點(diǎn)，并產(chǎn)生殘差序列和分析傳感器故障，并認(rèn)為傳感器輸出信號(hào)的突變是由于傳感器的故障或系統(tǒng)輸入信號(hào)的突變引起的.事實(shí)上，引起傳感器輸出信號(hào)突變的原因很多，除了系統(tǒng)輸入突變和傳感器本身的故障之外，還有過程擾動(dòng)、執(zhí)行器故障、控制器故障、被控對(duì)象及外部電磁場干擾等.在實(shí)際應(yīng)用中，上述傳感器故障診斷方法具有一定的局限性．通常，在工業(yè)過程控制中,被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)較大，不能響應(yīng)突變信號(hào)中的高頻分量．作者基于小波變換的頻帶分析技術(shù)，探討分析導(dǎo)致傳感器輸出信號(hào)發(fā)生突變的原因，為在線傳感器的故障診斷與性能評(píng)估提供一種實(shí)用的分析方法．