網(wǎng)格頻率設(shè)定雙橢圓擬合方法本申請是申請日為2013年5月02日、申請?zhí)枮?01310159959.5、發(fā)明名稱為《網(wǎng)格頻率設(shè)定雙橢圓擬合方法及其應(yīng)用》的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于控制回路性能監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及氣動控制閥存在的粘滯故障進(jìn)行檢測的方法。

背景技術(shù)：
在電力、鋼鐵、石油、化工等連續(xù)流程工業(yè)中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，單套裝置的裝機(jī)容量越來越大，并且對節(jié)能降耗、成本控制、生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)等指標(biāo)要求也在不斷地提高，從而導(dǎo)致過程控制在整個(gè)生產(chǎn)中所起的作用越發(fā)顯得重要。但是由于現(xiàn)代工業(yè)過程日益復(fù)雜及現(xiàn)場數(shù)目眾多的控制器缺少日常維護(hù)等各種原因，導(dǎo)致工業(yè)過程中控制回路系統(tǒng)性能不佳的問題大量存在。根據(jù)Honeywell公布的關(guān)于續(xù)流程工業(yè)過程的一個(gè)歷時(shí)2年的調(diào)查結(jié)果顯示，對連續(xù)流程工業(yè)過程中26，000個(gè)PID控制回路的性能進(jìn)行分析，結(jié)果表明只有1／3的控制回路系統(tǒng)性能良好，而其它2／3的控制回路的系統(tǒng)性能都有待改善。而使得控制回路的性能不好的一個(gè)主要問題是回路振蕩。有調(diào)查表明，工業(yè)過程中有l(wèi)／3的控制回路處于振蕩狀態(tài)中。而振蕩的存在，直接導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降、能耗增加、設(shè)備磨損加快等問題的出現(xiàn)。特別是對大型連續(xù)流程工業(yè)而言，控制回路數(shù)目成千上萬，消除回路振蕩的對生產(chǎn)所造成的不利影響顯得尤其迫切?；芈氛袷幍闹饕蛴?個(gè)，分別為：過程設(shè)備問題、周期性的外部干擾、控制器的參數(shù)整定不佳。調(diào)節(jié)閥是電力、鋼鐵、石油、化工等工業(yè)過程中最常用的過程設(shè)備之一。而在導(dǎo)致回路振蕩的各種原因中，氣動執(zhí)行閥的問題據(jù)統(tǒng)計(jì)占了20%～30%，氣動執(zhí)行閥的回滯、死區(qū)、粘滯等非線性特性都會不同程度地影響控制系統(tǒng)性能，而其中特別以氣動執(zhí)行閥粘滯特性最為常見。據(jù)文獻(xiàn)，工業(yè)過程中1％的控制系統(tǒng)性能改善或能源利用率的提高，將會帶來幾千萬甚至幾億美元的利潤。因此，加強(qiáng)對生產(chǎn)過程和控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)對包括閥門粘滯所導(dǎo)致的振蕩問題在內(nèi)的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障的在線診斷，并依此采取相應(yīng)的解決措施，對保障電力、鋼鐵、石油、化工等連續(xù)流程生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定及高效來講至關(guān)重要?，F(xiàn)有文獻(xiàn)提出的檢測氣動控制閥粘滯的方法是利用雙相干方法檢測控制回路非線性，通過擬合橢圓確認(rèn)氣動控制閥粘滯特性的存在，并給出了氣動控制閥粘滯程度的一個(gè)估計(jì)量。但由于用于上述分析計(jì)算的實(shí)際現(xiàn)場數(shù)據(jù)中存在的大量噪聲等復(fù)雜因素，對“橢圓擬合”檢測結(jié)果的干擾，一些實(shí)際存在粘滯的情況，按現(xiàn)有文獻(xiàn)中的方法來做的話，卻得不到粘滯存在的估計(jì)量。也就是說，現(xiàn)有文獻(xiàn)提出的檢測氣動控制閥粘滯的方法存在檢測有效性還不理想的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明要提供一種網(wǎng)格頻率設(shè)定雙橢圓擬合方法，它能夠提高氣動控制閥粘滯程度的檢出率，從而進(jìn)一步提高算法的自動化程度。技術(shù)方案：一種網(wǎng)格頻率設(shè)定雙橢圓擬合方法，其中，帶通濾波器的上截止頻率和下截止頻率的選取過程如下：S1、設(shè)定帶通濾波器的上截止頻率的上限和下限、下截止頻率的上限和下限，以及上截止頻率步長和下截止頻率步長；S2、搜索上截止頻率和下截止頻率，計(jì)算出在內(nèi)橢圓和外橢圓之間的子集數(shù)據(jù)段點(diǎn)數(shù)占整個(gè)子集數(shù)據(jù)段的所有點(diǎn)數(shù)的百分比；S2.11、對一個(gè)給定的上截止頻率，下截止頻率按照下截止頻率步長從所述下截止頻率的上限向下降低或從所述下截止頻率的下限向上增加，對每組給定的上截止頻率和下截止頻率，計(jì)算在內(nèi)橢圓和外橢圓之間的子集數(shù)據(jù)段點(diǎn)數(shù)占整個(gè)子集數(shù)據(jù)段的所有點(diǎn)數(shù)的百分比；S2.12、在上截止頻率的上限和下限之間，按照上截止頻率步長改變上截止頻率的值，重復(fù)步驟S2.11；獲取并輸出百分比中的最大百分比，記錄此百分比對應(yīng)的上截止頻率和下截止頻率；或者；S2.21、對一個(gè)給定的下截止頻率，上截止頻率按照上截止頻率步長從所述上截止頻率的上限向下降低或從所述上截止頻率的下限向上增加，對每組給定的上截止頻率和下截止頻率，計(jì)算在內(nèi)橢圓和外橢圓之間的子集數(shù)據(jù)段點(diǎn)數(shù)占整個(gè)子集數(shù)據(jù)段的所有點(diǎn)數(shù)的百分比；S2.22、在下截止頻率的上限和下限之間，按照下截止頻率步長改變下截止頻率的值，重復(fù)步驟S2.21；S2.3、獲得并輸出百分比中的最大百分比，記錄此百分比對應(yīng)的上截止頻率和下截止頻率；S3、如果最大百分比大于等于百分比閾值，則判斷發(fā)生粘滯。在步驟S2中，搜索出百分比中的最大百分比的...