新型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及信号处理技术和工业过程控制，尤其是涉及一种新型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在工业过程控制领域，过程信号中普遍存在高频噪声干扰，经常需要采用低通滤波器(low pass filters，lpf)滤除高频噪声干扰，其中一阶惯性滤波器(first orderinertial filter，foif)是一种大量运用的和基本的lpf，foif是一种典型的指数型的跟踪滤波机制，主要存在输出跟踪输入效率不高的问题。从技术发展的角度，滤波技术需要突破。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种新型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题，相对一阶惯性滤波器，能够有效提升滤波跟踪效率，有效提高滤波输出跟踪输入的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型最速跟踪滤波方法，包括：

3、将输入信号输入至第一减法器的被减数输入端，得到所述第一减法器输出的反馈输出信号；

4、将所述反馈输出信号输入至第一积分器，得到所述第一积分器输出的第一积分输出信号；

5、将所述第一积分输出信号输入至第二积分器，得到所述第二积分器输出的第二积分输出信号；

6、将所述第二积分输出信号输入至所述第一减法器的减数输入端，形成闭环反馈；

7、将所述第一积分输出信号输入至第一延时器，并将所述第一积分输出信号和所述第一延时器输出的第一延时输出信号输入至第一加法器，得到所述第一加法器输出的第一加法输出信号；

8、将所述第二积分输出信号输入至第二延时器，并将所述第二积分输出信号和所述第二延时器输出的第二延时输出信号输入至第二加法器，得到所述第二加法器输出的第二加法输出信号；

9、将所述第一加法输出信号输入至第二减法器的被减数输入端，将所述第二加法输出信号输入至所述第二减法器的减数输入端，得到所述第二减法器输出的第二减法输出信号；

10、将所述第二减法输出信号输入至固定比例控制器，并将所述输入信号和所述固定比例控制器输出的固定比例控制输出信号输入至第三加法器，得到所述第三加法器输出的第三加法输出信号；

11、将所述第三加法输出信号经过第三积分器后输入至比例控制器，得到所述比例控制器输出的新型最速跟踪滤波输出信号。

12、进一步地，所述第一积分器表达为：

13、

14、其中，ffi(s)为所述第一积分器的拉普拉斯传递函数；tt为积分时间常数，单位为s。

15、进一步地，所述第二积分器表达为：

16、

17、其中，fsi(s)为所述第二积分器的拉普拉斯传递函数；tt为积分时间常数，单位为s。

18、进一步地，所述第一延时器表达为：

19、

20、其中，fl:a(s)为所述第一延时器的拉普拉斯传递函数；tf:a为所述第一延时器的延时时间常数，单位为s。

21、进一步地，所述第二延时器表达为：

22、

23、其中，fl:b(s)为所述第二延时器的拉普拉斯传递函数；tf:b为所述第二延时器的延时时间常数，单位为s。

24、进一步地，所述第一延时器的延时时间常数与所述第二延时器的延时时间常数相等，且所述第一延时器的延时时间常数、所述第二延时器的延时时间常数、所述第一积分器的积分时间常数与所述第二积分器的积分时间常数均相等。

25、进一步地，所述新型最速跟踪滤波方法表达为：

26、

27、

28、tti＝tl:a＝tl:b＝tt

29、其中，fnftf(s)为新型最速跟踪滤波器的拉普拉斯传递函数；fta(s)为所述第三加法器的拉普拉斯传递函数；tti为所述第三积分器的积分时间，单位为s；kp为所述比例控制器增益，单位无量纲；tl:a、tl:b分别为所述第一延时器、所述第二延时器的延时时间常数，单位为s。

30、本发明还提供一种新型最速跟踪滤波装置，包括第一减法器、第一积分器、第二积分器、第一延时器、第二延时器、第一加法器、第二加法器、第二减法器、固定比例控制器、第三加法器、第三积分器和比例控制器；

31、所述第一减法器的输出端与所述第一积分器的输入端相连；所述第一积分器的输出端分别与所述第二积分器的输入端、所述第一延时器的输入端、所述第一加法器的第一输入端相连；所述第二积分器的输出端分别与所述第二延时器的输入端、所述第二加法器的第一输入端相连；所述第一延时器的输出端与所述第一加法器的第二输入端相连，所述第二延时器的输出端与所述第二加法器的第二输入端相连；所述第一加法器的输出端与所述第二减法器的被减数输入端相连，所述第二加法器的输出端与所述第二减法器的减数输入端相连，所述第二减法器的输出端通过所述固定比例控制器与所述第三加法器的第一输入端相连，所述第三加法器的第二输入端与所述新型最速跟踪滤波装置的信号输入端相连，所述第三加法器的输出端通过所述第三积分器与所述比例控制器的输入端相连；

32、所述第一减法器用于根据输入信号和所述第二积分输出信号输出反馈输出信号，所述第一积分器用于根据所述反馈输出信号输出第一积分输出信号，所述第二积分器用于根据所述第一积分输出信号输出第二积分输出信号，所述第一延时器用于根据所述第一积分输出信号输出第一延时输出信号，所述第二延时器用于根据所述第二积分输出信号输出第二延时输出信号，所述第一加法器用于根据所述第一积分输出信号和所述第一延时输出信号输出第一加法输出信号，所述第二加法器用于根据所述第二积分输出信号和所述第二延时输出信号输出第二加法输出信号，所述第二减法器用于根据所述第一加法输出信号和所述第二加法输出信号输出第二减法输出信号，所述固定比例控制器用于根据第二减法输出信号输出固定比例控制输出信号，所述第三加法器用于根据所述输入信号和所述固定比例控制输出信号输出第三加法输出信号，所述第三积分器用于根据所述第三加法输出信号输出第三积分输出信号，所述比例控制器用于根据所述第三积分输出信号输出新型最速跟踪滤波输出信号。

33、本发明还提供一种终端设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项所述的新型最速跟踪滤波方法。

34、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的新型最速跟踪滤波方法。

35、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

36、本发明提供了一种新型最速跟踪滤波方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：输入信号输入第一减法器得到反馈输出；将反馈输出输入第一积分器；将第一积分输出输入第二积分器；将第二积分输出输入第一减法器形成闭环反馈；将第一积分输出输入第一延时器后再与第一积分输出输入第一加法器；将第二积分输出输入第二延时器后再与第二积分输出输入第二加法器；将第一加法输出和第二加法输出输入第二减法器；将第二减法输出输入固定比例控制器，并将输入信号和固定比例控制输出输入第三加法器；将第三加法输出经过第三积分器后输入比例控制器，得到新型最速跟踪滤波输出信号。本发明有效提升了滤波跟踪效率，有效提高了滤波输出跟踪输入的性能。