本發(fā)明屬于系統(tǒng)功能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于工控系統(tǒng)的信號識別方法，通過對動態(tài)數(shù)據(jù)積分過程進(jìn)行識別，觸發(fā)級聯(lián)設(shè)備動作。

背景技術(shù)：

在工控系統(tǒng)中，往往需要根據(jù)當(dāng)前采集到的數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)或者確定下一步的執(zhí)行方式，對于各種不同的控制系統(tǒng)，需要處理的數(shù)據(jù)類型及處理方式各不相同。在數(shù)據(jù)處理的過程中總會碰到處理精度、實時性等問題。工控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在某個時間段內(nèi)的變化方式通常具有積分變化形式、二次函數(shù)特征、正弦方式、三角波形式等。在這些數(shù)據(jù)處理的方式上就需要設(shè)計合理，方法簡便、算法簡捷，才能達(dá)到很好的實時性效果。動態(tài)數(shù)據(jù)處理是根據(jù)當(dāng)前得到的數(shù)據(jù)與前一時刻的數(shù)據(jù)做計算，同時將計算結(jié)果用于下一時刻得到的數(shù)據(jù)，由于采集到的數(shù)據(jù)一直在變化，因此得到的結(jié)果將反映數(shù)據(jù)變化的特征或者趨勢，這種處理方式對系統(tǒng)的實時性要求較高，需要有快速的數(shù)據(jù)處理方式和求解方式。

現(xiàn)有的積分?jǐn)?shù)據(jù)處理方式都是根據(jù)積分計算公式，帶入采集到的積分?jǐn)?shù)據(jù)，得到計算結(jié)果，對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差計算得到處理結(jié)果。由于積分過程比較復(fù)雜，在實際計算機實現(xiàn)時需要進(jìn)行復(fù)雜且大量的計算，對計算機的計算速度要求較高，一般在大型系統(tǒng)及高級的計算機處理系統(tǒng)中應(yīng)用較多。對于小系統(tǒng)，處理速度低的系統(tǒng)中，上述計算方式相對比較耗時耗力，因此需要尋找一種便捷的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)積分行為識別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種用于工控系統(tǒng)的積分信號識別方法，能夠在數(shù)據(jù)采集完成的同時得到數(shù)據(jù)變化的特征及趨勢，從而確定當(dāng)前數(shù)據(jù)的變化方式是否為積分行為。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種用于工控系統(tǒng)的積分控制信號識別方法，其中所述工控系統(tǒng)包括控制單元、執(zhí)行單元和測試單元，所述控制單元輸出積分控制信號，所述執(zhí)行單元響應(yīng)所述控制單元的積分控制信號，所述測試單元對所述控制單元的積分控制信號進(jìn)行檢測和判斷，該方法具體包括以下步驟：

一、數(shù)據(jù)讀取

所述工控系統(tǒng)中的控制單元發(fā)出連續(xù)的積分控制信號，所述測試單元讀取上述積分控制信號；

二、數(shù)據(jù)截斷及運算

所述測試單元按照特定的截斷長度截斷積分控制信號，該信號在實際數(shù)據(jù)傳輸及采集的過程中具有一定的數(shù)據(jù)誤差容限，將所截斷的數(shù)據(jù)組按照求差值的方式進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)特征判斷，計算每一組數(shù)據(jù)中相鄰數(shù)據(jù)之間的差值；

三、結(jié)果判定

如果所有差值都在所述數(shù)據(jù)誤差容限的范圍內(nèi)，則該積分控制信號的積分過程穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定；

四、控制輸出

若所述判斷結(jié)果為穩(wěn)定，則觸發(fā)工控系統(tǒng)中與控制單元級聯(lián)的后續(xù)執(zhí)行單元；否則對控制單元的積分控制信號進(jìn)行修正。

特別的，所述截斷長度表示足以識別出數(shù)據(jù)積分行為的數(shù)據(jù)采集時間段。

特別的，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)設(shè)定采集速度和判斷方式。

所述數(shù)據(jù)誤差容限指在數(shù)據(jù)采集的過程中，由于采集器誤差、數(shù)據(jù)傳輸誤差、數(shù)據(jù)處理精度、數(shù)據(jù)鏈路穩(wěn)定性等方面帶進(jìn)數(shù)據(jù)處理單元的允許誤差范圍，在該容限之內(nèi)認(rèn)為數(shù)據(jù)可用，處理結(jié)果可靠。

本發(fā)明的有益效果是：該方法可以很便捷的判斷出輸入其中的數(shù)據(jù)是否屬于積分行為，不需要復(fù)雜的運算，處理速度快，判斷結(jié)果準(zhǔn)確。適用于小型數(shù)據(jù)處理及行為判斷模塊，避免因大量復(fù)雜計算而降低數(shù)據(jù)處理效率，提高了數(shù)據(jù)積分行為識別結(jié)果的可靠性和數(shù)據(jù)處理模塊的工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于工控系統(tǒng)的積分控制信號識別方法流程圖；

圖2是本發(fā)明積分控制信號的變化特征曲線圖。

具體實現(xiàn)方式

下面將結(jié)合附圖，討論本發(fā)明的用于工控系統(tǒng)的積分控制信號識別方法，包括數(shù)據(jù)截取、求差值及差值結(jié)果綜合等。

首先根據(jù)積分控制信號得到積分曲線，從積分曲線的特征可以看出，信號在積分過程中的行為特征，如積分結(jié)果按照一定的斜率不斷增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一區(qū)域時增加的速度(曲線斜率)下降，說明在這個過程中之前將要達(dá)到積分上限的值，之后信號將停止積分。由于該信號為實際信號產(chǎn)生器產(chǎn)生，信號具有離散性和誤差性，根據(jù)邊界積分公式可知，積分時需要將積分區(qū)域分割到無窮小，而普通計算機無法做到這點(即使做到也將產(chǎn)生巨大的信號量，導(dǎo)致無法計算)，因此得到的信號無法直接代入積分公式。附圖2的特征曲線也屬于離散的特征曲線，只能進(jìn)行取點運算。

其次將信號按照時間段進(jìn)行截取以用于行為識別。其實現(xiàn)方式是在信號處理模塊中設(shè)置定時裝置，根據(jù)信號輸入速度截取固定數(shù)量的信號并歸為一組，取名為CA[n]，n表示截取的信號個數(shù)。如n＝20，則表示在表的272個信號中截取20個連續(xù)的信號。

對截取的信號組進(jìn)行求差值運算，差值結(jié)果用K表示，且K值是通過CA[n]的前一個元素與后一個元素相減的結(jié)果，如

K_n＝CA[n+1]-CA[n]

其中K_n的取值范圍根據(jù)大量現(xiàn)場實驗和差值信號統(tǒng)計結(jié)果得到，如對表中的272個信號進(jìn)行271次求差值，取出271次差值結(jié)果中的最大值假設(shè)為K_MAX，取出最小值為K_MIN。由于上組272個值為一個完整的積分周期內(nèi)根據(jù)特定的取點頻率得到的信號，能夠代表信號積分的變化過程，因此該差值范圍具有可信性。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的積分差值范圍為＝[K_MIN，K_MAX]，Ψ可利用這一方法通過更大的信號量取差值并統(tǒng)計得到，可使得Ψ的范圍更加準(zhǔn)確、可信。

最后通過逐次判斷K_n∈Ψ的真假來得出CA[n]中的信號是否為積分行為的信號。首先根據(jù)邏輯表達(dá)式

Δ＝K_n≥K_MIN&&K_n≤K_MAX

判斷Δ是否為真，確定K_n是否屬于Ψ；其次將每次判斷的結(jié)果與上次結(jié)果相與得出一次結(jié)果，為真表示K_i∈Ψ，i＝1,2,3……，n；逐次運算，若最終結(jié)果為真，則表示該組K_n全部落在Ψ內(nèi)，說明CA[n]中的信號為積分行為的信號，否則不是。

上述實現(xiàn)方法可根據(jù)實際情況，結(jié)合信號處理的實時性要求，得出CA[n]的大小。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)Ψ的統(tǒng)計結(jié)果可知，在一定信號量下，Ψ范圍趨近固定值并 且誤差不會影響判斷結(jié)果，繼續(xù)增大統(tǒng)計量沒有實際意義。n的取值過程也遵循這一規(guī)律，適當(dāng)?shù)膎值即可滿足識別準(zhǔn)確度和可靠性的要求，實現(xiàn)信號積分行為的識別。